KR102666945B1 - 노광기용 조명 장치 - Google Patents

노광기용 조명 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 상에 적어도 하나가 배열되고, 각각은 방열 패드와 전극 패드를 갖는 발광소자 패키지를 포함하고, 상기 회로 기판은, 기판; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 기판의 표면 일부가 노출되도록 개구부를 갖는 절연층; 및 상기 절연층의 상기 개구부에 형성되되, 상기 기판의 표면에 직접 접촉하여 배치되는 열 전달층을 포함하고, 상기 발광소자 패키지의 상기 전극 패드는 상기 절연층 상에 배치되고, 상기 방열 패드는 상기 열 전달층에 접촉되도록 배치될 수 있다.

Description

노광기용 조명 장치{LIGHTING APPARATUS FOR EXPOSER}
실시 예는 노광기용 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
이러한 발광 다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광소자 패키지로 이용되고 있으며, 발광소자 패키지는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
특히, 자외선 발광 다이오드(UV LED)의 경우, 245nm~405nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대 중에서 단파장의 경우 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
도 1은 기존의 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 1의 노광기용 조명 장치(10)는 기판(1), 절연층(2), 금속 솔더층(3), 및 발광소자 패키지(4)로 구성된다.
도 1에 도시된 기존의 노광기용 조명 장치(10)는, 방열 성능을 확보하기 위하여 기판(1)을 열 전도성이 높은 메탈 코어(Metal Core) PCB(Printed Circuit Board)로 사용하더라도, 발광소자 패키지(4)에서 발생된 열(H)은 열 전도율이 낮은 절연층(2)을 통과하여 배출되므로 방열 성능이 낮아질 수 밖에 없다.
더욱이, 다수의 고출력 자외선 발광 다이오드를 밀집하여 배치하는 노광기의 경우, 발광 시에 열이 많이 발생하여 소자 불량이 초래되고, 동작 신뢰성이 떨어지며, 방열을 위해 패키지의 크기를 키우는 경우, 집적도 및 경제성이 낮아지는 문제를 초래한다.
이에, 실시 예는 방열 성능을 개선하기 위하여 발광소자 패키지에서 방출되는 열이 절연층을 거치지 않고 직접 기판에 전달될 수 있는 구조의 노광기용 조명 장치를 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 상에 적어도 하나가 배열되고, 각각은 방열 패드와 전극 패드를 갖는 발광소자 패키지를 포함하고, 상기 회로 기판은, 기판; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 기판의 표면 일부가 노출되도록 개구부를 갖는 절연층; 및 상기 절연층의 상기 개구부에 형성되되, 상기 기판의 표면에 직접 접촉하여 배치되는 열 전달층을 포함하고, 상기 발광소자 패키지의 상기 전극 패드는 상기 절연층 상에 배치되고, 상기 방열 패드는 상기 열 전달층에 접촉되도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 열 전달층은 적어도 일부가 상기 방열 패드와 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 방열 패드 및 상기 열 전달층은, 상기 발광소자 패키지로부터 발생된 열을 상기 기판으로 배출하는 열 전달 경로를 형성할 수 있다.
상기 개구부의 폭은 상기 열 전달층의 폭보다 넓을 수 있고, 상기 열 전달층의 폭은 상기 방열 패드에서 상기 기판으로 갈수록 더 넓어질 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 기판은 상기 전극 패드와 수직 방향으로 중첩되는 영역 각각에 형성된 블라인드 홀을 포함하고, 상기 절연층은 상기 블라인드 홀 내에 매립되어 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 개구부는, 상기 방열 패드와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 서로 이격되어 형성된 복수 개의 개구부를 포함하고, 상기 열 전달층은, 상기 복수 개의 개구부를 관통하여 상기 기판에 직접 접할 수 있다.
상기 열 전달층은, 열 전도 특성을 갖는 금속층을 포함할 수 있고, 상기 금속층의 상면 및 하면 중 적어도 하나는 요철 패턴을 가질 수 있다.
또한, 상기 금속층은 다층 구조로 형성되고, 상기 다층 구조의 금속층 각각은, 열 전달 계수가 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 따른 노광기용 조명 장치는 발광소자 패키지에서 방출되는 열이 절연층을 거치지 않고 직접 회로 기판의 기판에 전달될 수 있으므로 방열 특성을 개선할 수 있다.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존의 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 노광기용 조명 장치의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 4는 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 6은 또 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다. 또한, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 노광기용 조명 장치의 평면도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 노광기용 조명 장치는 회로 기판(100) 및 회로 기판(100) 위에 M X N (여기서, M, N은 1 보다 큰 자연수) 개의 어레이(array) 형태로 배열된 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에는 제1 방향으로 13 개, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 13개의 발광소자 패키지(200)가 배열되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 대면적 노광을 위하여 빛을 발광시키는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)는 회로 기판(100) 위에 밀집하여 배치될 뿐만 아니라 고출력의 파워가 요구되므로, 발광 시 많은 양의 열이 발생할 수 있다.
이에, 방열 특성이 개선될 수 있는 노광용 조명 장치에 대한 요구가 끊임없이 제기되고 있으며, 이하에서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 노광기용 조명 장치를 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 노광기용 조명 장치(1000A)는 회로 기판(100) 및 회로 기판(100) 위에 배치된 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 발광소자 패키지(200)에 대하여 먼저 서술하기로 한다.
발광소자 패키지(200)는 패키지 몸체(210), 발광소자(220), 리드 프레임(230), 전극 패드(240-1, 240-2), 및 방열 패드(250)를 포함할 수 있다.
패키지 몸체(210)는 절연성 재료, 예컨대 폴리이미드(Polyimide) 수지 계열 또는 실리콘 계열의 재료 등으로 이루어질 수 있으며, 패키지 몸체(210)에는 캐비티(cavity)가 형성될 수 있다. 여기서, 캐비티(cavity)는 바닥면(b)과 측벽(i)으로 이루어지고, 바닥면(b)에는 리드 프레임(230)이 배치되고, 측벽(i)에는 광 추출 개선을 위해 광 반사율이 우수한 은(Ag)이나 알루미늄(Al) 등으로 형성된 반사층(미도시)이 배치될 수 있다.
리드 프레임(230)은 도전성 물질, 예를 들어 구리(Cu)로 이루어질 수 있으며, 리드 프레임(230)의 양 단부에는 극성을 달리하는 복수의 전극 패드(240-1, 240-2)가 접속될 수 있다. 예를 들어, 리드 프레임(230)의 일측에는 제1 전극(애노드, Anode) 패드(240-1)가 접속되고, 타측에는 제2 전극(캐소드, Cathode) 패드(240-2)가 접속될 수 있다.
또한, 리드 프레임(230)은 열전도성이 뛰어난 물질로 이루어질 수도 있으며, 리드 프레임(230)의 중앙부에는 발광소자(220)로부터 발생된 열을 회로 기판(100)으로 방출하는 방열 패드(250)를 포함할 수 있다.
발광소자(220)는 자외선(UV; Ultraviolet) 파장 대역의 광을 방출하는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 여기서, 자외선 파장 대역은 365nm 내지 405nm의 파장 대역의 범위를 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
발광소자(220)는 외부로부터 제1 전극 패드(240-1)와 제2 전극 패드(240-2)에 전압이 인가되면, 반도체 전자(e-)가 높은 에너지에서 낮은 에너지로 이동하는 편차에 의해 방전개시와 동시에 빛을 발생할 수 있다.
방열 패드(250)는 리드 프레임(230)을 사이에 두고 발광소자(220)와 대향하여 배치되되, 제1 전극 패드(240-1)와 제2 전극 패드(240-2) 사이에 배치될 수 있다. 방열 패드(250)는 발광소자(220)로부터 발생된 열을 방출할 수 있으며, 예컨대 히트 싱크(Heat sink)를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 방열 패드(250)는 방열 면적을 넓혀 방열 효율을 향상시킬 수 있도록 다수의 방열 핀(미도시)을 포함할 수도 있다.
회로 기판(100)은 기판(110), 절연층(120A), 열 전달층(130A), 및 본딩 패드(140)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 발광소자(220)의 작동시 발생되는 열을 충분히 발산(또는, 방출)시킬 수 있도록, 열 전도성이 높은 금속 등과 같은 물질로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코어(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, 또는 FR-4 기판 등을 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니한다. 또한, 기판(110)은 전기 전도도가 우수한 전도성 기판일 수도 있고, 절연성 기판일 수도 있다.
그리고, 기판(110)과 발광소자 패키지(200) 사이에는 제1 전극 패드(240-1), 제2 전극 패드(240-2) 및 기판(110)을 전기적으로 서로 분리시키기 위한 절연층(120A)이 형성될 수 있다. 절연층(120A)은 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)를 서로 전기적으로 절연시키며, 예를 들어 폴리이미드 등의 절연성 물질로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 절연층(120A)은 기판(110) 위에 형성되고, 기판(110)의 표면 일부가 노출되도록 개구부(O, Opening portion)를 포함할 수 있다.
여기서, 개구부(O)는 적어도 일부가 방열 패드(250)와 수직 방향으로 중첩되어 형성되고, 절연층(120A)은 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2) 아래에 배치될 수 있다. 다시 말해서, 절연층(120A)은 기판(110)의 표면 중 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)가 위치한 영역에만 형성될 수 있다.
열 전달층(130A)은 개구부(O)에 형성되고, 회로 기판(100)의 노출된 표면에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 여기서, 열 전달층(130A)은 열 전도성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 발광 소자(220)로부터 발생되는 열(H)을 기판(110)으로 방출시키는 매개체 역할을 수행할 수 있다.
또한, 열 전달층(130A)은 적어도 일부가 방열 패드(250)와 수직 방향으로 중첩되고 방열 패드(250)와 접하여 배치될 수 있다. 이때, 방열 패드(250) 및 열 전달층(130A)은 발광소자(220)로부터 발생된 열을 기판(110)으로 배출하는 열 전달 경로를 형성할 수 있으며, 도 3에서 발광소자(220)의 아래 방향으로 표시된 화살표가 열(H) 전달 경로의 방향을 나타낸다.
개구부(O)의 폭(d1)은 열 전달층(130A)의 폭(d2) 보다 더 넓게 형성될 수 있다. 만일, 개구부(O)의 폭(d1)이 열 전달층(130A)의 폭(d2) 보다 작을 경우, 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)와 회로 기판(100)이 단락될 가능성이 있기 때문이다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 열 전달층(130A)의 폭(d2)은 일정할 수 있다.
또는 비록 도시하지는 아니하였지만, 다른 실시 예에 따르면 열 전달층(130A)의 폭은 방열 패드(250)에서 기판(110)으로 갈수록 더 넓어질 수도 있다. 이와 같이, 열 전달층(130A)의 폭이 방열 패드(250)에서 기판(110)으로 갈수록 더 넓어질 경우, 공기와 기판(110)이 접촉하는 면적이 증가되고 방열 면적이 확대되므로 방열 효과가 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시 예에 따르면, 절연층(120A)은 기판(110)의 표면 중 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)가 위치한 영역에만 형성되고, 열 전달층(130A)은 방열 패드(250)와 기판(110) 사이를 직접 연결하는 구조를 가지므로, 발광소자(220)에서 발생된 열이 절연층(120A)을 경유하여 배출되는 것을 방지할 수 있으며 방열 특성이 개선될 수 있다.
그리고, 열 전달층(130A)은 열 전도 특성을 갖는 적어도 하나의 금속층(132A, 134A)을 포함하고, 적어도 하나의 금속층(132A, 134A)은 다층 구조로 형성될 수 있다. 비록 도 3에는, 2 개의 금속층(132A, 134A)만을 도시하였으나, 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니하고 열 전달층(130A)은 3 개 이상의 금속층을 더 포함할 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
한편, 다층 구조로 형성된 적어도 하나의 금속층(132A, 132A) 중 방열 패드(250)에 인접한 제1 금속층(132A)은 기판(110)에 인접한 제2 금속층(134A)과 열 전달 계수가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(132A)의 열 전달 계수는 제2 금속층(134A)의 열 전달 계수 보다 더 클 수 있으나, 경우에 따라 제1 금속층(132A)의 열 전달 계수는 제2 금속층(134A)의 열 전달 계수 보다 더 작거나 동일할 수도 있다.
또한, 제1 금속층(132A)의 두께(h1)는 제2 금속층(134A)의 두께(h2) 보다 클 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하고, 제1 금속층(132A)의 두께(h1)는 제2 금속층(134A)의 두께(h2) 보다 작거나 동일할 수도 있다.
본딩 패드(140)는 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 노광기용 조명 장치(1000)는 회로 기판(100)과 발광소자 패키지(200)를 접합시키기 위한 솔더층(300)을 더 포함할 수 있다.
솔더층(300)은 본딩 패드(140)와 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2) 사이에 배치되어, 회로 기판(100)과 발광소자 패키지(200)를 접합하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 절연층(120A), 본딩 패드(140), 솔더층(300) 및 전극 패드(240-1, 240-2)는 순차적으로 배치되되, 수직적으로 일부 중첩될 수 있다.
도 4는 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3에 예시된 조명 장치(1000A)의 경우 절연층(120A)이 기판(110)의 표면 위에 형성된다. 반면에 도 4에 예시된 조명 장치(1000B)의 경우 절연층(120B)이 기판(110)의 내부에 매립되어 형성된다.
이를 위해, 도 4에 예시된 기판(110)은 전극 패드(240-1, 240-2)와 수직 방향으로 중첩되는 영역 각각에 형성된 블라인드 홀(BH; Blind Hole)을 포함할 수 있다. 여기서, 블라인드 홀(BH)은 기판(110)의 표면 중 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)가 위치하는 영역을 포토 리소그래피(photo lithography)의 방법으로 식각(etching)하여 형성될 수 있으며, 블라인드 홀(BH)에 의하여 기판(110)의 표면 일부가 노출될 수 있다.
절연층(120B)은 기판(110)의 표면 일부가 노출된 블라인드 홀(BH) 내에 폴리이미드 등의 절연성 물질을 매립하여 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 블라인드 홀(BH)은 방열 패드(250)가 위치하는 영역이 아닌, 제1 및 제2 전극 패드(240-1, 240-2)가 위치하는 영역에 형성되므로, 발광소자(220)에서 발생된 열이 절연층(120B)을 경유하여 배출되는 것을 방지할 수 있으며 방열 특성이 개선될 수 있다.
여기서, 블라인드 홀(BH)의 두께(h3)는 기판(110)의 두께(h4) 보다 더 작을 수 있다.
그리고, 도 4에 예시된 조명 장치(1000B)의 열 전달층(130B)의 두께는, 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)의 열 전달층(130A)의 두께에 비하여 더 작을 수 있다. 그 이유는, 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)의 절연층(120A)은 기판(110)의 표면 위에 형성되는 반면에, 도 4에 예시된 조명 장치(1000B)의 절연층(120B)은 기판(110) 내부에 매립되어 형성되기 때문이다. 이에 따라, 조명 장치(1000)의 전체적인 크기가 소형화되는 효과를 가질 수 있다.
전술한 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)와의 차이점을 제외하면, 도 4에 예시된 조명 장치(1000B)는 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3에 예시된 조명 장치(1000A)의 절연층(120A)과 달리, 도 5에 예시된 조명 장치(1000C)의 절연층(120C)은 방열 패드(250)와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 서로 이격되어 형성된 복수 개의 개구부(O-1, O-2, O-3)를 포함할 수 있다.
여기서, 복수 개의 개구부(O-1, O-2, O-3)는 절연층(120C) 중 방열 패드(250)가 위치하는 영역의 적어도 일부를 포토 리소그래피(photo lithography)의 방법으로 식각(etching)하거나, 메커니컬 니들(Mechanical Needle) 또는 레이저(Laser)를 이용한 스크라이빙(scribing) 공정을 통해 제거하여, 기판(110)의 적어도 일부 표면이 노출될 수 있도록 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 절연층(120C)에 복수 개의 개구부(O-1, O-2, O-3)를 형성할 경우, 제거 공정 중 절연층(120C)의 일부가 파괴되더라도 가공 면적이 좁기 때문에 전기적 불량으로 연계되지 아니하는 장점이 있다.
또한, 열 전달층(130C)은 복수 개의 개구부(O-1, O-2, O-3)를 관통하여 기판(110)의 노출된 표면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이와 같이, 열 전달층(130C)은 노출된 기판(110)의 표면과 직접 접하도록 형성되므로, 발광소자(220)에서 발생된 열이 절연층(120C)을 경유하여 배출되는 것을 방지할 수 있으며 방열 특성이 개선될 수 있다.
전술한 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)와의 차이점을 제외하면, 도 5에 예시된 조명 장치(1000C)는 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 또 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3에 예시된 조명 장치(1000A)의 열 전달층(130A)과 달리, 도 6에 예시된 조명 장치(1000D)의 열 전달층(130D)은 단층 구조로 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 열 전달층(130D)은 단층 구조로 형성된 금속층을 포함하며, 열 전달층(130C)의 폭과 개구부(O)의 폭은 서로 동일할 수 있다.
여기서, 개구부(O)는 발광 패드(250)와 수직 방향으로 중첩되는 절연층(120D)의 일부 영역을 메커니컬 니들(Mechanical Needle) 등을 이용하여 제거함으로써, 기판(110)의 일부 표면이 노출될 수 있도록 형성될 수 있다. 이때, 기판(110)과 열 전달층(130D)의 접합을 용이하게 하기 위하여, 기판(110)의 일부 표면이 제거될 수도 있다.
열 전달층(130D)은 노출된 기판(110)의 표면과 직접 접하여 형성되므로, 발광소자(220)에서 발생된 열이 절연층(120D)을 경유하여 배출되는 것을 방지할 수 있으며 방열 특성이 개선될 수 있다.
전술한 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)와의 차이점을 제외하면, 도 6에 예시된 조명 장치(1000D)는 도 3에 예시된 조명 장치(1000A)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 또 다른 실시 예에 의한 노광기용 조명 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3에 예시된 조명 장치(1000A)의 열 전달층(130A)과 달리, 도 7 에 예시된 조명 장치(1000E)의 열 전달층(130E)은 요철 패턴(136)의 형상을 가질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 열 전달층(130E)은 다층 구조로 형성된 제1 및 제2 금속층(132E, 134E)을 포함하고, 제2 금속층(134E)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 형성된 요철 패턴(136, roughness pattern)을 포함할 수 있다.
열 전달의 매개체 역할을 수행하는 열 전달층(130E)의 표면에 요철 패턴(136)이 형성될 경우 공기와 접촉할 수 있는 방열 면적이 증가되므로, 발광 소자(220)로부터 발생된 열이 기판(110)으로 신속하게 배출될 수 있으며, 방열 효과가 극대화될 수 있다.
한편, 비록 도시하지는 아니하였지만, 상기 요철 패턴(136)은 제1 금속층(132E)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에도 형성될 수도 있고, 도 4 내지 도 6에 도시된 열 전달층(130B, 130C, 130D)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에도 형성될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 회로 기판
110: 기판
120A, 120B, 120C, 120D, 120E: 절연층
130A, 130B, 130C, 130D, 130E: 열 전달층
140: 본딩 패드
200: 발광소자 패키지
210: 패키지 몸체
220: 발광소자
230: 리드 프레임
240-1, 240-2: 전극 패드
250: 방열 패드
300: 솔더층

Claims (10)

  1. 회로 기판; 및
    상기 회로 기판 상에 적어도 하나가 배열되고, 각각은 방열 패드와 전극 패드를 갖는 발광소자 패키지를 포함하고,
    상기 회로 기판은,
    기판;
    상기 기판 상에 형성되고, 상기 기판의 표면 일부가 노출되도록 개구부를 갖는 절연층; 및
    상기 절연층의 상기 개구부에 형성되되, 상기 기판의 표면에 직접 접촉하여 배치되는 열 전달층을 포함하고,
    상기 발광소자 패키지의 상기 전극 패드는 상기 절연층 상에 배치되고, 상기 방열 패드는 상기 열 전달층에 접촉되도록 배치되고,
    상기 개구부는, 상기 방열 패드와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 서로 이격되어 형성된 복수 개의 개구부를 포함하고,
    상기 열 전달층은, 상기 복수 개의 개구부를 관통하여 상기 기판에 직접 접하는 노광기용 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열 전달층은 적어도 일부가 상기 방열 패드와 수직 방향으로 중첩된, 노광기용 조명 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 방열 패드 및 상기 열 전달층은, 상기 발광소자 패키지로부터 발생된 열을 상기 기판으로 배출하는 열 전달 경로가 형성된, 노광기용 조명 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 전달층은, 열 전도 특성을 갖는 금속층을 포함하는, 노광기용 조명 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 금속층의 상면 및 하면 중 적어도 하나는 요철 패턴을 갖는, 노광기용 조명 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 금속층은 다층 구조로 형성되고,
    상기 다층 구조의 금속층 각각은, 열 전달 계수가 서로 다른, 노광기용 조명 장치.
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