KR101255671B1 - Led 패키지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

Led 패키지 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101255671B1
KR101255671B1 KR1020120119204A KR20120119204A KR101255671B1 KR 101255671 B1 KR101255671 B1 KR 101255671B1 KR 1020120119204 A KR1020120119204 A KR 1020120119204A KR 20120119204 A KR20120119204 A KR 20120119204A KR 101255671 B1 KR101255671 B1 KR 101255671B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led
terminal
housing
power connection
layer
Prior art date
Application number
KR1020120119204A
Other languages
English (en)
Inventor
장일호
Original Assignee
장일호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 장일호 filed Critical 장일호
Application granted granted Critical
Publication of KR101255671B1 publication Critical patent/KR101255671B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01L33/48—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 characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01L33/48—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 characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01L33/48—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 characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01L33/48—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 characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자인 LED를 금속기판상에 면접촉하도록 구성함으로써, 점등시 LED에서 발생되는 열이 금속기판을 통해 효율적으로 방출되도록 하여 방열기능을 향상시키고, 모듈에 설치되는 렌즈를 교환가능하도록 구성함으로써, LED 램프에서 방출되는 백색광의 색온도 및 지향각을 용이하게 변경할 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명은 LED를 매트릭스 형태의 회로로 구성함으로써, 구성된 다수의 LED 중 어느 하나 또는 소수가 LED가 단선이나 소손 등으로 인해 정상적으로 동작하지 못하더라도, 충분한 휘도의 백색광을 안정적으로 제공할 수 있으며, 제품의 수명을 향상시킬 수 있다.
따라서, 조명등 분야, 특히 LED를 이용한 조명등 및 조명제품 분야는 물론, 이와 연관 내지 유사한 분야에서 제품의 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법{LED package module and manufacturing method thereof}
본 발명은 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광소자인 LED를 금속기판상에 면접촉하도록 구성함으로써, 점등시 LED에서 발생되는 열이 금속기판을 통해 효율적으로 방출되도록 하여 방열기능을 향상시키고, 모듈에 설치되는 렌즈를 교환가능하도록 구성함으로써, LED 램프에서 방출되는 백색광의 색온도 및 지향각을 용이하게 변경할 수 있도록 한 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조명등은 실내공간이나 도로, 건물 등에 설치하여 원하는 곳을 조명하기 위해 사용되는 것으로, 주로 형광등, 백열등, 네온등 등이 있으며, 이러한 조명등은 대부분 유리관 안에 특정 색의 빛을 방출하는 가스를 주입하여 사용하는 가스방전방식으로 제작된다.
그러나, 이러한 가스방전방식의 조명등은 수명이 짧으며, 특히 네온등의 경우 소비전력이 매우 크기 때문에 별도의 전력선을 설치해야 할 뿐만 아니라, 소손 등으로 인하여 내부의 가스가 유출될 경우 대기오염 등을 유발하는 문제점이 있다.
최근에는, 상기한 가스방전방식의 조명등의 문제점을 해결하고자, 제품의 수명은 길고 전기소모량은 적은 장점을 갖는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 조명등이 개발되고 있다.
LED는 P형과 N형 반도체의 접합구조를 가지고, 전압을 가하면 전자와 전공의 결합을 통해 반도체의 밴드갭(Band gap)에 해당하는 에너지를 빛으로 방출하는 광전자 소자로서, 반응시간이 일반전구에 비하여 매우 빠르고, 소비전력이 20%수준으로 낮기 때문에, 고효율의 조명수단을 포함하여 다방면에서 활용되고 있다.
한편, 개개의 LED는 휘도가 낮기 때문에, LED 조명등을 포함하는 LED 조명제품들은 다수의 고휘도 LED 또는 파워 LED를 기판에 조립한 모듈을 광원으로 활용하고 있다.
그러나, LED의 개수가 증가되면 조명등의 내부온도가 상승하게 되며, 이로 인하여 반도체 소자의 특성을 갖는 LED의 수명이 저하되는 문제점이 있다. 예를 들어, 조명등의 내부온도가 30도 이상으로 상승하면 LED의 수명은 약1/10로 감소한다.
이를 위하여, LED 자체에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉각수단을 별도로 구비하는 방법이 제시되고 있으나, 이러한 냉각수단으로 인해 조명제품의 전체구성이 복잡해질 뿐만 아니라, 제조공정이 복잡해지고 제조단가를 상승시키는 요인이 된다.
따라서, LED 조명제품은 제조원가 절감 및 제조공정의 단순화할 수 있도록, 그 구조는 간단하면서도 방열성능을 향상시킬 수 있는 고출력 백색광 LED 패키지를 요구하고 있으며, LED 조명제품이 사용되는 장소의 용도에 알맞은 백색광의 색온도 및 지향각(viewing angle)을 요구하고 있는 추세이다.
한편, 대부분의 고출력 백색광 LED 패키지는 표면실장(SMT) 공정이 필요한 리드프레임 구조 또는 금속 인쇄회로 기판에 칩온보드(Chip on board) 구조로 구성되어 있다.
그러나, 리드프레임 구조는 방열부(Heat sink)의 크기가 제한적이기 때문에 열용량이 작고, 표면실장(SMT)후 솔더(Solder)를 통해 기판으로 대부분 열 방출이 되기 때문에 열저항이 높다는 단점이 있다.
그리고, 칩온보드 구조는 방열 특성은 좋으나, 백색광을 구현하기 위해 LED 칩 위에 형광체 재료가 도포되어 있어 형광체 재료의 열 안정성에 취약하다는 단점이 있다.
이러한 열에 대한 문제점은 하기의 대한민국 등록특허공보 제10-1057379호 "조명체용 형광커버 및 이의 제조방법 그리고 엘이디 발광부를 이용한 조명체"의 경우에도 동일하다.
또한, 리드프레임 및 칩온보드 구조를 기반으로 하는 고출력 백색광 LED 패키지는, 제조시에 빛의 색온도가 고정되기 때문에 생산 수율에 변화가 많고, 백색광의 색온도를 변경하기 위해서는 LED 패키지 전체를 교체하여야 하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1057379호 "조명체용 형광커버 및 이의 제조방법 그리고 엘이디 발광부를 이용한 조명체"
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 구조는 간단하면서도 효율적으로 열을 방출할 수 있는 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 발광소자인 LED를 금속기판상에 면접촉하도록 구성함으로써, 점등시 LED에서 발생되는 열이 금속기판을 통해 효율적으로 방출되도록 하여 방열기능을 향상시킬 수 있도록 하는 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 LED 패키지 모듈에 설치되는 렌즈를 교환가능하도록 구성함으로써, LED 램프에서 방출되는 백색광의 색온도 및 지향각을 용이하게 변경할 수 있도록 한 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 LED 패키지 모듈은, 상부면에 적어도 하나의 LED가 설치되고 외부전원과 전기적으로 연결되는 전원공급단자가 구성된 기판; 상기 기판의 상부에 고정설치되며 상기 LED가 상부방향으로 노출되도록 형성된 관통홀의 가장자리를 따라 경사지도록 반사부가 형성되는 하우징; 상기 LED가 설치되는 기판의 상부면과 상기 반사부에 의해 형성되는 공간영역 중 적어도 일부에 충진되는 밀봉층; 및 상기 하우징에 결합되도록 상기 밀봉층의 상부에 설치되고 하부면에 형광층이 구성되는 렌즈를 포함한다.
또한, 상기 기판은, 상기 LED가 설치되는 영역의 양측 가장자리에 상기 전원공급단자와 전기적으로 연결되는 두 개의 전원연결단자가 구성되고, 상기 두 개의 전원연결단자 사이에 상기 LED가 설치될 LED탑재부와 브릿지단자가 반복형성되며, 상기 전원연결단자, LED 및 브릿지단자가 매트릭스회로에 대응하도록 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 기판은, 상기 LED탑재부가 노출되도록 상부면에 절연층이 형성된 금속베이스; 상기 LED탑재부, 브릿지단자, 전원연결단자 및 전원공급단자가 상부로 노출되도록 상기 금속베이스의 상부에 도포되는 보호층을 포함하고, 상기 전원공급단자 및 전원연결단자는, 상기 보호층의 내부에 구성되는 단자연결부에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 금속베이스의 하부에는 적어도 하나의 방열편이 구성될 수 있다.
또한, 상기 하우징은, 상기 반사부의 대향면에 제1 결합부를 형성하고, 상기 렌즈의 하부에는, 상기 제1 결합부에 대응하는 제2 결합부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 하우징은, 상기 반사부의 표면부에 반사코팅층이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 형광층은 상기 렌즈의 하부면에 도포되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 LED가 설치되는 기판의 상부면과 상기 반사부에 의해 형성되는 공간영역에 밀봉층 및 형광층이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 패키지 모듈 제조 방법은, LED탑재부가 노출되도록 상부면에 절연층을 형성하고 적어도 하나의 고정홀을 가공하는 금속베이스 준비단계; 상기 절연층의 상부면에 브릿지단자, 전원공급단자, 전원연결단자 및 단자연결부를 형성하는 단자 형성단계; 상기 LED탑재부, 브릿지단자, 전원공급단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 보호층을 도포하는 보호층 형성단계; 상기 고정홀에 고정되고 상기 LED탑재부, 브릿지단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 상기 보호층의 상부에 하우징을 구성하는 하우징 형성단계; 상기 LED탑재부에 LED를 실장하고 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자를 전기적으로 연결하는 LED실장 및 본딩단계; 상기 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자가 매립되도록 상기 하우징의 내부에 밀봉층을 충진하는 밀봉층 형성단계; 설정된 굴절률에 대응하여 렌즈의 표면을 가공하는 렌즈 성형단계; 상기 렌즈의 하부에 형광층을 도포하는 형광층 도포단계; 및 상기 하우징에 상기 렌즈를 결합하는 렌즈 결합단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈 제조 방법은, LED탑재부가 노출되도록 상부면에 절연층을 형성하고 적어도 하나의 고정홀을 가공하는 금속베이스 준비단계; 상기 절연층의 상부면에 브릿지단자, 전원공급단자, 전원연결단자 및 단자연결부를 형성하는 단자 형성단계; 상기 LED탑재부, 브릿지단자, 전원공급단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 보호층을 도포하는 보호층 형성단계; 상기 고정홀에 고정되고 상기 LED탑재부, 브릿지단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 상기 보호층의 상부에 하우징을 구성하는 하우징 형성단계; 상기 LED탑재부에 LED를 실장하고 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자를 전기적으로 연결하는 LED실장 및 본딩단계; 상기 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자가 매립되도록 상기 하우징의 내부에 밀봉층 및 형광층을 적층하는 밀봉층 및 형광층 적층단계; 설정된 굴절률에 대응하여 렌즈의 표면을 가공하는 렌즈 성형단계; 및 상기 하우징에 상기 렌즈를 결합하는 렌즈 결합단계를 포함한다.
또한, 상기 밀봉층 및 형광층 적층단계는, 상기 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자가 매립되도록 상기 하우징의 내부에 밀봉층을 충진하고, 충진된 밀봉층의 상부에 형광시트를 점착하여 형광층을 적층할 수 있다.
또한, 상기 하우징 형성단계는, 인서트 사출 방식으로 상기 하우징을 형성할 수 있다.
또한, 상기 LED실장 및 본딩단계는, 상기 전원연결단자, LED 및 브릿지단자를 각각 와이어본딩(Wire bonding) 또는 다이본딩(Die bonding)으로 연결할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 LED를 금속기판상에 면접촉하도록 구성함으로써, 점등시 LED에서 발생되는 열이 금속기판을 통해 직접 외부로 방출되도록 하여 방열기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 LED 패키지 모듈에 설치되는 렌즈를 교환가능하도록 구성함으로써, LED 램프에서 방출되는 백색광의 지향각을 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 백색광의 색온도를 조절하기 위한 형광체를 렌즈에 도포하여 구성하거나, 렌즈의 하부에 시트형태로 구성함으로써, 렌즈의 교환이나 렌즈 분리 후 시트의 교환만으로도 해당 LED 패키지 모듈에서 방출되는 백색광의 색온도를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 LED를 매트릭스 형태의 회로로 구성함으로써, 구성된 다수의 LED 중 어느 하나 또는 소수가 LED가 단선이나 소손 등으로 인해 정상적으로 동작하지 못하더라도, 충분한 휘도의 백색광을 안정적으로 제공할 수 있으며, 결과적으로 LED 패키지 모듈의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서, 조명등 분야, 특히 LED를 이용한 조명등 및 조명제품 분야는 물론, 이와 연관 내지 유사한 분야에서 제품의 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈의 일 실시예를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 부분확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 LED에 대한 전기적 연결관계를 설명하는 회로도이다.
도 5는 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈의 다른 실시예를 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈 제조 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈 제조 방법의 다른 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 8 내지 도 15는 도 1의 LED 패키지 모듈을 도 6의 제조방법에 의해 제조하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 16은 도 1의 기판상에 설치될 LED의 배열구조에 대한 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 17은 도 1의 기판상에 설치될 LED의 배열구조에 대한 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 18은 도 1의 기판상에 설치될 LED의 배열구조에 대한 또 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈의 일 실시예를 설명하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 부분확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, LED 패키지 모듈(A)은 기판(100), 하우징(200), 밀봉층(300) 및 렌즈(400)를 포함한다.
기판(100)은 상부면에 적어도 하나의 LED(131)가 설치되고 외부전원과 전기적으로 연결되는 전원공급단자150)가 구성된 것으로, LED(131)에서 발생되는 열을 외부(도 1에서 하부방향)로 신속하게 방출하기 위한 것으로, 열전도도가 높은 재질의 알루미늄, 구리 등의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 기판(100)은 상부면에 LED(131)와 전기적으로 연결되는 각 단자들과 전기적으로 차단되어야 하므로, 열전도도는 높으면서 전기전도도는 극히 낮은(0에 가까운) 재질을 사용하는 것이 바람직하나, 일정수준의 열전도도를 유지하기 위하여 선택된 재료가 원하는 전기전도도를 만족하지 못하는 경우에는, 기판(100)의 상부면에 도 3에 나타난 바와 같이 절연층(111)을 도포할 수 있다. 이때, 절연층(111)은 LED(131)가 설치되는 영역은 제외하여 도포해야 함은 당연하다. 물론, 기판(100)의 전기전도도가 충분히 낮은 경우에는 도 5와 같이, 절연층(111)을 도포하지 않을 수 있다.
하우징(200)은 LED(131) 및 각 단자들을 보호함과 동시에 LED(131)에서 방출되는 빛이 전방(도 1에서 상부방향)으로 집중되어 방출되도록 하기 위한 것으로, 기판(100)의 상부에 고정설치되며 LED(131)가 상부방향으로 노출되도록 형성된 관통홀(221)의 가장자리를 따라 경사지도록 반사부(220)가 형성된다.
밀봉층(300)은 LED(131) 및 각 단자들이 노출됨으로 인해 이상이 발생되는 것을 미연에 방지하기 위한 것으로, LED(131)가 설치되는 기판(100)의 상부면과 반사부(220)에 의해 형성되는 공간영역 중 적어도 일부에 충진된다.
또한, 밀봉층(300)은 LED(131)에서 발생되는 빛이 투과할 수 있어야 하고, LED(131) 및 각 단자들과 전기적으로 차단될 수 있도록 전기전도도가 극히 낮아야 하므로, 투명한 재질의 합성수지재로 형성될 수 있다.
렌즈(400)는 하우징(200)에 결합되도록 밀봉층(300)의 상부에 설치되고, 하부면에는 방출되는 빛의 색온도를 조절하기 위한 형광층(410)이 구성된다. 여기서, 형광층(410)은 렌즈(400)의 하부면에 도포되거나, 시트형태로 부착될 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 기판(100)은 LED탑재부(130)가 노출되도록 상부면에 절연층(111)이 형성된 금속베이스(110)의 상부에 브릿지(Bridge)단자(140), 전원공급단자(150) 및 전원연결단자(151)가 구성될 수 있다. 여기서, 기판(100)의 전기전도도가 극히 낮은 경우에는 절연층(111)을 구성하지 않을 수 있다.
그리고, 기판(100)은 LED탑재부(130), 브릿지단자(140), 전원연결단자(151) 및 전원공급단자(150)가 상부로 노출되도록, 금속베이스(110)의 상부에 보호층(120)을 도포할 수 있다.
또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 전원공급단자(150) 및 전원연결단자(151)는, 보호층(120)의 내부에 구성되는 단자연결부(152)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 보호층(120)은 단자연결부(152)가 덮혀지도록 도포될 수 있다.
또한, 하우징(200)은 렌즈(400)가 용이하게 탈부착되도록 하기 위하여 반사부(220)의 대향면(외측면)에 제1 결합부(230)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 렌즈(400)의 하부에는 제1 결합부(230)에 대응하는 제2 결합부(420)를 형성할 수 있다. 여기서, 제1 결합부(230) 및 제2 결합부(420)는 나사선형상, 요철형상, 물결형상 등으로 형성되어 나사결합되도록 형성되거나, 홈 및 돌기를 각각 구성하여 억지끼움방식으로 결합되도록 형성될 수 있다.
또한, 하우징(200)의 반사부(220)는 표면부에 반사코팅층(미부호)이 도포되어 형성될 수 있다.
도 2에서 미설명부호 '160'은 기판(100)에 형성되는 고정홀이고, '210'은 하우징(200)에 형성되는 고정구로서, 하우징(200)이 기판(100)에 견고하게 고정되도록 도 3에 나타난 바와 같이 계단형태로 형성될 수 있다.
도 4는 도 1의 LED에 대한 전기적 연결관계를 설명하는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 기판(100)에는 LED가 설치되는 영역(복수의 LED탑재부를 포함하는 전체 영역)의 양측 가장자리에 전원공급단자(150)와 전기적으로 연결되는 두 개의 전원연결단자(151)를 구성할 수 있고, 두 개의 전원연결단자(151) 사이에 LED(131)가 설치될 LED탑재부(130)와 브릿지단자(140)를 반복하여 형성할 수 있다.
그리고, 전원연결단자(151) 및 LED(131), LED(131) 및 브릿지단자(140)를 각각 다이본딩(Die bonding)이나 와이어본딩(Wire bonding)하여 연결함으로써, 기판(100)에 설치되는 복수개의 LED(131)가 매트릭스회로의 형태로 이루어지도록 구성할 수 있다.
결과적으로, 기판(100)에 설치되는 복수개의 LED(131) 중 어느 하나(예를 들어, 최상부에 직렬로 연결된 5개의 LED 중 어느 하나)에 이상이 발생하여 회로적으로 단선되는 경우에도, 나머지 LED(131)(예를 들어, 최상부에 직렬로 연결된 5개의 LED 중 이상이 발생한 LED 이외의 4개 LED)는 정상적으로 전원을 공급받아 동작할 수 있는 것이다.
또한, 기판(100)에 설치되는 복수개의 LED(131)는, 도 16 내지 도 18에 나타난 바와 같이 다양한 형태로 배열될 수 있으며, 전체적으로 원형이나 사각형과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈의 다른 실시예를 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 5를 참조하면, LED 패키지 모듈(A)은 금속베이스(100)의 하부에는 적어도 하나의 방열편(170)이 구성될 수 있다.
방열편(170)은 LED(131)에서 발생된 열을 보다 효율적으로 방출하기 위한 것으로, 금속베이스(100)와 동일한 재질로 구성되어, 금속베이스(100)로부터 연장형성될 수 있다.
도 5에서, LED(131)가 설치되는 기판(100)의 상부면과 반사부(220)에 의해 형성되는 공간영역에 밀봉층(300) 및 형광층(410)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 형광층(410)은 시트형태로 형성되어 밀봉층(300)의 상부에 점착(탈부착 가능하도록 부착)될 수 있다.
또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 고정홀(160) 및 고정구(210)는 계단형태뿐만 아니라, 결합면이 경사지도록 형성된 사다리꼴의 카운트싱크 형태로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈 제조 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도로서, 이하에서는 도 8 내지 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면 LED 패키지 모듈 제조 방법은, 도8에 나타난 바와 같이 금속베이스(110)의 상부면에 LED탑재부(130)가 노출되도록 절연층(111)을 형성하고, 적어도 하나의 고정홀(160)을 가공한다(단계 S110). 물론, 앞서 설명한 바와 같이, 기판(100)의 전기전도도가 매우 낮은 경우에는 절연층(111)을 형성하지 않을 수 있다.
그리고, 도 9에 나타난 바와 같이, 절연층(111)의 상부면에 브릿지단자(140), 전원공급단자(150), 전원연결단자(151) 및 단자연결부(152)를 형성한다(단계 S120).
다음으로, 도 10에 나타난 바와 같이, LED탑재부(130), 브릿지단자(140), 전원공급단자(150) 및 전원연결단자(151)가 상부로 노출되도록 보호층(120)을 도포한다(단계 S130). 이때, 도 9에 나타난 단자연결부(152)는 보호층(120)에 의해 덮혀지게 된다.
다음으로, 도 11에 나타난 바와 같이, 고정홀(160)에 고정되도록 보호층(120)의 상부면에 하우징(200)을 형성한다(단계 S140). 이때, LED탑재부(130), 브릿지단자(140) 및 전원연결단자(150)는 하우징(200)의 내부에 노출되도록 하고, 전원공급단자(150)는 하우징(200)의 외부에 노출되도록 한다.
또한, 하우징(200)은 인서트 사출 방식에 의해 기판(100)의 상부에 고정되도록 형성될 수 있다.
다음으로, 도 12에 나타난 바와 같이, LED탑재부(130)에 LED(131)를 실장하고 LED(131), 브릿지단자(140) 및 전원연결단자(151)를 전기적으로 연결한다(단계 S150). 여기서, LED(131), 브릿지단자(140) 및 전원연결단자(151)의 전기적연결은 다이본딩 또는 와이어본딩에 의해 이루어질 수 있으며, 도 12에서 본딩된 구성은 생략하였다.
다음으로, 도 13에 나타난 바와 같이, LED(131), 브릿지단자(140) 및 전원연결단자(151)가 매립되도록, 하우징(200)의 내부에 밀봉층(300)을 형성한다(단계 S160).
상기한 단계 'S110' 내지 단계 'S160'와 병행하여, 도 14에 나타난 바와 같이, 설정된 굴절률에 대응하여 렌즈(400)의 표면(곡면)을 가공한 후(단계 S210), 렌즈(400)의 하부에 형광층(410)을 도포한다(단계 S220).
마지막으로, 도 15에 나타난 바와 같이, 형광층(410)이 도포된 렌즈(400)를 하우징(200)에 결합하여(단계 S300), 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈(A)의 제작을 완료할 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈 제조 방법의 다른 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면 LED 패키지 모듈 제조 방법은, 도 5에 나타난 구성의 LED 패키지 모듈(A)을 제작하기 위하여, 단계 'S150' 이후에 밀봉층 및 형광층을 순차적으로 적층하는 공정을 수행하고, 단계 'S220'은 생략할 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 LED 패키지 모듈 및 그 제조 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지는 것이므로, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : LED 패키지 모듈
100 : 기판
110 : 금속베이스 111 : 절연층
120 : 보호층 130 : LED 탑재부
131 : LED 132 : 와이어본딩
140 : 브릿지단자 150 : 전원공급단자
151 : 전원연결단자 152 : 단자연결부
160 : 고정홀 170 : 방열편
200 : 하우징
210 : 고정구 220 : 반사부
221 : 관통홀 230 : 제1 결합부
300 : 밀봉층
400 : 렌즈
410 : 형광층 420 : 제2 결합부

Claims (13)

  1. 상부면에 적어도 하나의 LED가 설치되고 외부전원과 전기적으로 연결되는 전원공급단자가 구성된 기판;
    상기 기판의 상부에 고정설치되며 상기 LED가 상부방향으로 노출되도록 형성된 관통홀의 가장자리를 따라 경사지도록 반사부가 형성되는 하우징;
    상기 LED가 설치되는 기판의 상부면과 상기 반사부에 의해 형성되는 공간영역 중 적어도 일부에 충진되는 밀봉층; 및
    상기 하우징에 결합되도록 상기 밀봉층의 상부에 설치되고 하부면에 형광층이 구성되는 렌즈를 포함하고,
    상기 기판은,
    상기 LED가 설치되는 영역의 양측 가장자리에 상기 전원공급단자와 전기적으로 연결되는 두 개의 전원연결단자가 구성되고,
    상기 두 개의 전원연결단자 사이에 상기 LED가 설치될 LED탑재부와 브릿지단자가 반복형성되며,
    상기 전원연결단자, LED 및 브릿지단자가 매트릭스회로에 대응하도록 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 LED탑재부가 노출되도록 상부면에 절연층이 형성된 금속베이스;
    상기 LED탑재부, 브릿지단자, 전원연결단자 및 전원공급단자가 상부로 노출되도록 상기 금속베이스의 상부에 도포되는 보호층을 포함하고,
    상기 전원공급단자 및 전원연결단자는,
    상기 보호층의 내부에 구성되는 단자연결부에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 금속베이스의 하부에는 적어도 하나의 방열편이 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 반사부의 대향면에 제1 결합부를 형성하고,
    상기 렌즈의 하부에는,
    상기 제1 결합부에 대응하는 제2 결합부를 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 반사부의 표면부에 반사코팅층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 형광층은 상기 렌즈의 하부면에 도포되어 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 LED가 설치되는 기판의 상부면과 상기 반사부에 의해 형성되는 공간영역에 밀봉층 및 형광층이 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  9. LED탑재부가 노출되도록 상부면에 절연층을 형성하고 적어도 하나의 고정홀을 가공하는 금속베이스 준비단계;
    상기 절연층의 상부면에 브릿지단자, 전원공급단자, 전원연결단자 및 단자연결부를 형성하는 단자 형성단계;
    상기 LED탑재부, 브릿지단자, 전원공급단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 보호층을 도포하는 보호층 형성단계;
    상기 고정홀에 고정되고 상기 LED탑재부, 브릿지단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 상기 보호층의 상부에 하우징을 구성하는 하우징 형성단계;
    상기 LED탑재부에 LED를 실장하고 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자를 전기적으로 연결하는 LED실장 및 본딩단계;
    상기 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자가 매립되도록 상기 하우징의 내부에 밀봉층을 충진하는 밀봉층 형성단계;
    설정된 굴절률에 대응하여 렌즈의 표면을 가공하는 렌즈 성형단계;
    상기 렌즈의 하부에 형광층을 도포하는 형광층 도포단계; 및
    상기 하우징에 상기 렌즈를 결합하는 렌즈 결합단계를 포함하는 LED 패키지 모듈 제조 방법.
  10. LED탑재부가 노출되도록 상부면에 절연층을 형성하고 적어도 하나의 고정홀을 가공하는 금속베이스 준비단계;
    상기 절연층의 상부면에 브릿지단자, 전원공급단자, 전원연결단자 및 단자연결부를 형성하는 단자 형성단계;
    상기 LED탑재부, 브릿지단자, 전원공급단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 보호층을 도포하는 보호층 형성단계;
    상기 고정홀에 고정되고 상기 LED탑재부, 브릿지단자 및 전원연결단자가 상부로 노출되도록 상기 보호층의 상부에 하우징을 구성하는 하우징 형성단계;
    상기 LED탑재부에 LED를 실장하고 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자를 전기적으로 연결하는 LED실장 및 본딩단계;
    상기 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자가 매립되도록 상기 하우징의 내부에 밀봉층 및 형광층을 적층하는 밀봉층 및 형광층 적층단계;
    설정된 굴절률에 대응하여 렌즈의 표면을 가공하는 렌즈 성형단계; 및
    상기 하우징에 상기 렌즈를 결합하는 렌즈 결합단계를 포함하는 LED 패키지 모듈 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 밀봉층 및 형광층 적층단계는,
    상기 LED, 브릿지단자 및 전원연결단자가 매립되도록 상기 하우징의 내부에 밀봉층을 충진하고,
    충진된 밀봉층의 상부에 형광시트를 점착하여 형광층을 적층하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈 제조 방법.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 형성단계는,
    인서트 사출 방식으로 상기 하우징을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈 제조 방법.
  13. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED실장 및 본딩단계는,
    상기 전원연결단자, LED 및 브릿지단자를 각각 와이어본딩(Wire bonding) 또는 다이본딩(Die bonding)으로 연결하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈 제조 방법.
KR1020120119204A 2012-03-08 2012-10-25 Led 패키지 모듈 및 그 제조 방법 KR101255671B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120023743A KR20120039590A (ko) 2012-03-08 2012-03-08 고출력 백색광 엘이디 패키지 모듈 및 그 제조방법
KR1020120023743 2012-03-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101255671B1 true KR101255671B1 (ko) 2013-04-17

Family

ID=46139870

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120023743A KR20120039590A (ko) 2012-03-08 2012-03-08 고출력 백색광 엘이디 패키지 모듈 및 그 제조방법
KR1020120119204A KR101255671B1 (ko) 2012-03-08 2012-10-25 Led 패키지 모듈 및 그 제조 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120023743A KR20120039590A (ko) 2012-03-08 2012-03-08 고출력 백색광 엘이디 패키지 모듈 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR20120039590A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101483010B1 (ko) * 2013-07-29 2015-01-19 주식회사 굿엘이디 Ｌｅｄ 패키지
KR101669212B1 (ko) * 2015-08-21 2016-10-25 장일호 색온도 조절이 가능한 led 및 그 제조 방법
WO2017043859A1 (ko) * 2015-09-08 2017-03-16 서울바이오시스주식회사 발광 다이오드 패키지
CN111192953A (zh) * 2017-09-19 2020-05-22 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103423617A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 元宏国际股份有限公司 发光二极管模块
CN113571506B (zh) * 2021-09-24 2021-11-30 至芯半导体(杭州)有限公司 一种紫外发光二极管封装模组结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050066030A (ko) * 2003-12-26 2005-06-30 삼성전기주식회사 고출력 발광다이오드 패키지 및 제조방법
JP2005537651A (ja) * 2002-08-30 2005-12-08 ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー 効率が向上した被覆ｌｅｄ
KR20060023252A (ko) * 2004-09-09 2006-03-14 서울반도체 주식회사 Ｌｅｄ패키지에서 발광렌즈와 패키지 하우징의 결합구조
JP2010225791A (ja) 2009-03-23 2010-10-07 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005537651A (ja) * 2002-08-30 2005-12-08 ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー 効率が向上した被覆ｌｅｄ
KR20050066030A (ko) * 2003-12-26 2005-06-30 삼성전기주식회사 고출력 발광다이오드 패키지 및 제조방법
KR20060023252A (ko) * 2004-09-09 2006-03-14 서울반도체 주식회사 Ｌｅｄ패키지에서 발광렌즈와 패키지 하우징의 결합구조
JP2010225791A (ja) 2009-03-23 2010-10-07 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101483010B1 (ko) * 2013-07-29 2015-01-19 주식회사 굿엘이디 Ｌｅｄ 패키지
KR101669212B1 (ko) * 2015-08-21 2016-10-25 장일호 색온도 조절이 가능한 led 및 그 제조 방법
WO2017043859A1 (ko) * 2015-09-08 2017-03-16 서울바이오시스주식회사 발광 다이오드 패키지
CN107949922A (zh) * 2015-09-08 2018-04-20 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件
US10355184B2 (en) 2015-09-08 2019-07-16 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting diode package
CN110890353A (zh) * 2015-09-08 2020-03-17 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件
CN107949922B (zh) * 2015-09-08 2021-04-13 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件
CN110890353B (zh) * 2015-09-08 2023-12-26 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件
CN111192953A (zh) * 2017-09-19 2020-05-22 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件
CN111192953B (zh) * 2017-09-19 2023-11-03 首尔伟傲世有限公司 发光二极管封装件

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120039590A (ko) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8338851B2 (en) Multi-layer LED array engine
EP2261548B1 (en) Light emitting module and illumination device
US7965029B2 (en) Light-emitting diode illumination apparatus
KR101088910B1 (ko) Ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
KR101255671B1 (ko) Led 패키지 모듈 및 그 제조 방법
US20120300430A1 (en) Light-emitting module and lighting apparatus
US8604679B2 (en) LED light source lamp having drive circuit arranged in outer periphery of led light source
US9599289B2 (en) Light source and lighting device including the same
JP6427313B2 (ja) 発光装置
JP4683013B2 (ja) 発光装置
KR20140036670A (ko) 발광소자 패키지 및 이를 구비한 차량용 헤드라이트
US9443832B2 (en) Light emitting device, light source for illumination, and illumination apparatus
JP2014044909A (ja) 直管形ランプ及び照明装置
JP2014082481A (ja) 発光装置
JP5658831B2 (ja) ランプ及び照明装置
JP2011134934A (ja) 発光モジュールおよび照明装置
KR20080017522A (ko) 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법
US8791482B2 (en) Light emitting device package
US8581278B2 (en) Light-emitting diode packaging structure
KR100646638B1 (ko) 발광 다이오드 조명장치 및 제조방법
JP5942205B2 (ja) ランプ及び照明装置
KR101873551B1 (ko) 조명장치
KR100646637B1 (ko) 발광 다이오드 조명장치 및 제조방법
US20120273809A1 (en) Light emitting diode device
KR101807398B1 (ko) 발광수단과 리플렉터를 패키지화하는 방법 및 그 구조

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160819

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180420

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190513

Year of fee payment: 7