ＬＥＤモジュール及びその製造方法と、ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤチャンネルレター
【課題】本発明は、ＬＥＤモジュール及びその製造方法と、ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤチャンネルレターを提供する。
【解決手段】本発明の一側面によるＬＥＤモジュールの製造方法は、ＬＥＤ実装領域を上面に含み、上下貫通型のピン孔が形成された回路基板を準備する回路基板準備段階と、回路基板を金型のモールディング空間に配置し、先端部がピン孔の下側一部に挿入されるピンを利用して、回路基板をモールディング空間に保持する回路基板配置段階と、モールディング空間でプラスチック樹脂をモールディング成形し、プラスチック樹脂がピン孔の上側に満たされるようにするモールディングカバー形成段階と、を含む。
【解決手段】本発明の一側面によるＬＥＤモジュールの製造方法は、ＬＥＤ実装領域を上面に含み、上下貫通型のピン孔が形成された回路基板を準備する回路基板準備段階と、回路基板を金型のモールディング空間に配置し、先端部がピン孔の下側一部に挿入されるピンを利用して、回路基板をモールディング空間に保持する回路基板配置段階と、モールディング空間でプラスチック樹脂をモールディング成形し、プラスチック樹脂がピン孔の上側に満たされるようにするモールディングカバー形成段階と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュール及びその製造方法と、ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤチャンネルレターに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年、「蛍光灯」と呼ばれる冷陰極蛍光ランプが照明装置として広く利用されてきた。しかし、冷陰極蛍光ランプは、寿命が短い、耐久性が劣っている、光のカラー選択範囲が制限される、エネルギー効率が低いといった欠点がある。
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、応答性が優れている、エネルギー効率が高い、寿命が長いなどといった様々な利点を有している。高輝度、高出力のＬＥＤの開発により、照明用光源としてまたはその他の光源としてＬＥＤの需要が急増している。
【０００４】
従来には、ＰＣＢのような回路基板上にＬＥＤが実装されたＬＥＤモジュールが知られており、回路基板上にパッケージレベルのＬＥＤ、即ち、ＬＥＤパッケージを実装することが一般的であった。しかし、最近は、チップレベルのＬＥＤ、即ち、一つ以上のＬＥＤチップを回路基板上に実装したＬＥＤモジュールに対する関心が高まっている。上記のようなＬＥＤモジュールにおいて、回路基板及びその上に実装されるＬＥＤは、湿気及び空気などの外部環境に対して非常に脆弱である。従って、外部環境から回路基板上の電極及び／またはＬＥＤを保護する技術が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金型のモールディング空間内でプラスチック樹脂を射出成形して製造したモールディングカバーで回路基板を覆う方法が考慮されうる。この際、前記モールディング空間の底面と回路基板との間に離隔空間がなければ、モールディングカバーは回路基板の上面にのみ形成されるため、モールディングカバーの存在にも関わらず、回路基板の底面全体及び側面全体が外部環境に露出される。
【０００６】
それに対する代案として、回路基板にピン孔を形成し、金型に設けられたピンをピン孔に貫通挿入して、回路基板を金型のモールディング空間内の中間に位置させる方法が考慮されうる。この場合、モールディング空間に形成されたモールディングカバーが、回路基板の上面だけでなく底面まで覆う。この場合、ピンが分離されて後に残る孔、即ち、ピン跡がモールディングカバーを経て回路基板のピン孔まで連結され、ピン跡からピン孔まで連結された経路は、外部の湿気及び／または空気が浸入する経路となる。
【０００７】
従って、本発明は、回路基板に形成されたピン孔が閉鎖されている構造を有するＬＥＤモジュールを提供する技術を提案する。
【０００８】
近年、文字、ロゴ、シンボル、数字または記号などの形状を含むチャンネル内に複数のＬＥＤモジュールを設けて構成した照明装置が開発されており、このような照明装置を「ＬＥＤチャンネルレター」という。
【０００９】
既存のＬＥＤチャンネルレターにおいて、電源または回路の接続方法としてワイヤ半田付け方式が主に利用されているが、この方式は手作業を必要とするため多くの工程不良をもたらし、チャンネルに設けられる複数のＬＥＤモジュールのうちたった一つでもＬＥＤモジュールに問題が発生すると、製品全体を交換しなければならない。
【００１０】
本発明によると、電源または回路の連結のためのコネクタを有するＬＥＤモジュールをＬＥＤチャンネルレターに適用すると、特定のＬＥＤモジュールに問題が発生しても、該当ＬＥＤモジュールのみを入れ替えてチャンネルレターを利用することができ、経済的である。また、ＬＥＤチャンネルレターは、文字、ロゴ、シンボル、数字及び／または記号を表現するために複雑な形状を要求するが、一方向のコネクタまたは互いに対向する両方向のコネクタのみを有するＬＥＤモジュールは、上述の要求を満たすことが困難である。
【００１１】
ＬＥＤチャンネルレター用ＬＥＤモジュールとしては、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）のような回路基板上にパッケージレベルまたはチップレベルのＬＥＤが実装された構造が有用である。このような構造のＬＥＤモジュールをＬＥＤチャンネルレターに適用するにあたり、湿気などの外部環境からＬＥＤを保護する性能とともに、ＬＥＤから発生した熱を円滑に放出する放熱性能が考慮されることが好ましい。
【００１２】
本発明が解決しようとする他の課題は、改善された構造のＬＥＤチャンネル及びそれに適したＬＥＤモジュールを提供することである。
【００１３】
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、ＬＥＤモジュール内のＬＥＤとそのＬＥＤモジュールが設けられるチャンネルとの間に改善された放熱経路が提供されて、且つＬＥＤモジュール内のＬＥＤまたは回路基板に向かって外部から湿気などが浸入する経路を減少または遮断されたＬＥＤチャンネルレターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法は、ＬＥＤ実装領域を上面に含み、上下貫通型のピン孔が形成された回路基板を準備する回路基板準備段階と、前記回路基板を金型のモールディング空間に配置し、先端部が前記ピン孔の下側一部に挿入されるピンを利用して、前記回路基板を前記モールディング空間に保持する回路基板配置段階と、前記モールディング空間でプラスチック樹脂をモールディング成形し、前記プラスチック樹脂が前記ピン孔の上側を満たすようにするモールディングカバー形成段階と、を含む。
【００１５】
好ましくは、前記ピンは、前記先端部の下側に前記先端部より広い面積を有する支持端部を含み、前記支持端部が前記回路基板の底面に接して前記回路基板を支持してもよい。
【００１６】
好ましくは、前記回路基板配置段階において、対角線方向に配置された二つのピンは、前記回路基板の支持に利用されてもよい。
【００１７】
好ましくは、前記ピンは、前記モールディング空間で上下に前進または後退可能な可変型ピンであってもよい。
【００１８】
好ましくは、前記ピンは、前記モールディング空間の底面から上部に突出された固定型ピンであってもよい。
【００１９】
好ましくは、前記モールディングカバー形成段階は、前記モールディング空間の上部形状により、前記ＬＥＤ実装領域の上側にＬＥＤを実装するためのキャビティを形成することを含んでもよい。
【００２０】
好ましくは、前記モールディングカバー形成段階は、前記モールディング空間の下部形状により、前記回路基板を外部に露出させる放熱孔を形成することを含んでもよい。
【００２１】
本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ実装領域を上面に含み、上下貫通型のピン孔が形成された回路基板と、前記ＬＥＤ実装領域に実装されたＬＥＤと、少なくとも前記回路基板の上面及び底面を覆うようにモールディング成形されたモールディングカバーと、を含み、前記モールディングカバーの一部により前記ピン孔の上側の一部が埋められる。
【００２２】
好ましくは、前記ピン孔は、前記回路基板の他の位置に形成された他のピン孔と対角線方向に対向する。
【００２３】
好ましくは、前記モールディングカバーは、前記ＬＥＤ実装領域の上側に形成されるキャビティを含んでもよい。
【００２４】
好ましくは、前記モールディングカバーは、底面に前記回路基板を露出させる放熱孔が形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、金型を利用したモールディング成形によって形成されたモールディングカバーが、回路基板の上面だけでなく底面、さらには側面まで覆うため、外部環境の湿気及び／または空気から回路基板上の電極及び／またはＬＥＤなどをより良好に保護することができる。また、回路基板をモールディング空間の中間に保持するために、金型のピンとともに、利用した回路基板の貫通ピン孔をモールディングカバーの一部で閉鎖することにより、回路基板のピン孔を介して浸入する湿気または外部空気を防ぐことができる。
【００２６】
本発明によると、電源または回路の接続のためにコネクタを有するＬＥＤモジュールをチャンネルレターに適用すると、特定のＬＥＤモジュールに問題が発生しても、該当ＬＥＤモジュールのみを入れ替えてＬＥＤチャンネルレターを利用し続けることができるという点で経済的である。また、本発明によるＬＥＤチャンネルレターは、複雑な文字、ロゴ、シンボル、数字及び／または記号を表現することができる。特に、本発明によるＬＥＤモジュールは、湿気などの外部環境からＬＥＤを保護する性能に優れ、ＬＥＤから発生した熱を円滑に放出する放熱性能も優れるため、ＬＥＤチャンネルレターに有用に利用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。（ｂ）本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図３】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図４】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図５】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、モールディングカバーが形成された回路基板にＬＥＤを実装することを示す図面である。
【図６】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、ＬＥＤを封止材で封止した後のＬＥＤモジュールを示す図面である。
【図７】図６に図示されたＬＥＤモジュールの底面を示す底面図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールを図示した底面図である。
【図９Ａ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図９Ｂ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図９Ｃ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図９Ｄ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＬＥＤチャンネルレターを部分的に示した平面図である。
【図１１】図１０のＩ−Ｉに沿った断面図である。
【図１２】図１０のＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図１３】図１０から図１２に図示されたＬＥＤモジュールを図示した底面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を説明するためのチャンネルレターの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下で紹介される実施形態は、当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために例として提供されるものである。従って、本発明は、以下で説明される実施形態に限定されず、他の形態に具現化されることもできる。また、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは便宜のために誇張されて表現されることがある。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【００２９】
図１から図５は本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面であって、図１から図４は回路基板を準備して回路基板にモールディングカバーを成形する過程を示す図面であり、図５はモールディングカバーが形成された回路基板にＬＥＤを実装することを示す図面である。図６は封止材を利用してＬＥＤを封止する工程を経て最終的に製造されたＬＥＤモジュールを示す図面であり、図７は図６に図示されたＬＥＤモジュールの底面を示す底面図である。
【００３０】
本実施形態によるＬＥＤモジュールを製造するために、図１の（ａ）及び（ｂ）に図示されたように回路基板２０００を準備する。図１の（ａ）は準備された回路基板２０００の平面図であり、図１の（ｂ）は図１の（ａ）のＩ−Ｉに沿った回路基板２０００の断面図である。
【００３１】
図１に示されるように、回路基板２０００には二つの上下貫通型ピン孔２1００が形成される。ピン孔２1００は、以下で詳細に説明されるように、金型に設けられたピンが挿入されると、回路基板２０００を金型内で安定して保持させる機能をする。本実施形態において、二つのピン孔２1００は、互いに対角線方向に対向するように形成される。ピン孔２1００及びそれに挿入されるピンの対角線配置は、少ない数のピン孔及び／またはピンでも回路基板２０００を安定して支持するようにする。本発明はピン孔の数によって制限されない。本実施形態において、回路基板２０００は、ＬＥＤ実装用ＰＣＢであり、図示されていないが、電極パターンを含む回路パターンが形成される。回路基板２０００は、熱伝導性が優れた金属を基にするＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）またはＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）であることが好ましい。
【００３２】
図２に示されるように、回路基板２０００は、上型１０１と下型１０２とからなる金型のモールディング空間１０３に配置される。金型の下部、即ち、下型１０２には二つのピン１０４が設けられる。
【００３３】
夫々のピン１０４は、モールディング空間１０３で上下に前進または後退可能な可変型ピンで構成されてもよい。可変型ピンを駆動する方式としては、加圧式またはスクリュー移送式があり得る。本実施形態では、可変型ピンが利用されているが、金型に固設された固定型ピンを利用してもよい。
【００３４】
夫々のピン１０４は、先端部１０４ａと先端部１０４ａの下側に先端部１０４ａより広い表面積を有する支持端部１０４ｂとを含む。ピン１０４が回路基板２０００に形成されたピン孔２１００に挿入され、回路基板２０００をモールディング空間１０３内の中間で水平に安定して支持する。
【００３５】
また、モールディング空間１０３の下部、即ち、下型１０２は、回路基板２０００の底面に接する略四角形断面の突出部１０２ａ形状を有する。また、モールディング空間１０３の上部、即ち、上型１０１は、回路基板２０００の上面の中央領域、即ち、ＬＥＤ実装領域に接する略切頭円錐形状の突出部１０１ａ形状を有する。
【００３６】
モールディング空間１０３の下部に形成された突出部１０２ａは、放熱のために回路基板２０００の底面の一部の領域にモールディングカバーを省略するために形成される。ここで、モールディング空間の下部の突出部１０２ａは、ピン１０４とともに回路基板２０００を支持する機能もする。回路基板２０００の全面全体にモールディングカバーを形成する場合は、モールディング空間１０３の下部の突出部１０２ａ形状は省略される。また、モールディング空間の上部の突出部１０１ａは、後工程で回路基板２０００上にＬＥＤを実装することができるキャビティを形成するために形成される。突出部１０１ａの切頭円錐形状は、キャビティの内壁面が傾斜した反射面となるようにする。
【００３７】
ピン１０４の先端部１０４ａが回路基板２０００のピン孔２１００に挿入される一方、ピン１０４の支持端部１０４ｂは回路基板２０００の底面に接している。ここで、先端部１０４ａはピン孔２１００の下側一部にのみ挿入されるが、ピン孔２１００の上側の残りの空間は、モールディングカバーを形成する際にそのモールディングカバーを構成するプラスチック樹脂により埋められる。
【００３８】
図３に示されたように、モールディング空間１０３内に液状またはゲル状のプラスチック樹脂Ｐが満たされ、このプラスチック樹脂Ｐがモールディング空間１０３内で固まることにより、回路基板２０００の上面、底面及び側面を覆うモールディングカバーに形成される。モールディングカバーを構成するプラスチック樹脂Ｐは、ピン孔２１００の上部空間を埋め、ピン孔２１００を閉鎖する。区別するために、プラスチック樹脂は図面において符号「Ｐ」で示し、プラスチック樹脂によって形成されたモールディングカバーは図面において符号「３０００」で示す。
【００３９】
図２及び図３に示されたようなモールディング成形、より具体的には、インサート射出成形が終了すると、図４に示されたようなモールディングカバー３０００が形成され、このモールディングカバー３０００は、回路基板２０００の上面、底面及び側面を覆う。モールディングカバー３０００は、上述のモールディング空間の上部形状によって形成されたキャビティ３１００を上面に有する一方、底面には上述のモールディング空間の下部形状によって形成された放熱孔３２００を有する。また、モールディングカバー３０００の一側面にはコネクタハウジング部３３００が形成される。
【００４０】
キャビティ３１００は、回路基板２０００の上面、ＬＥＤが実装される領域に形成され、傾斜した反射面を有する。また、放熱孔３２００は、回路基板２０００を露出させる。また、回路基板２０００に形成されたピン孔２１００は、モールディングカバー３０００の一部によって閉鎖されている。
【００４１】
図５を参照すると、キャビティ３１００を介してＬＥＤ４０００が実装される。ＬＥＤ４０００は、パッケージレベルのＬＥＤ、即ち、ＬＥＤパッケージであってもよく、チップレベルのＬＥＤ、即ち、ＬＥＤチップであってもよい。図６を参照すると、ＬＥＤ４０００を保護する透光性の封止材５０００が略レンズ状に形成される。本実施形態において、封止材５０００は、その下部の最も広い部分がキャビティ３１００の底面の端を覆う略半球状を有する。これにより、図６に示すＬＥＤモジュール１０００の製造が終了する。
【００４２】
図７を参照すると、ＬＥＤモジュールにおいて、モールディングカバー３０００の底面に放熱孔３２００が略四角形に形成され、その放熱孔３２００を介して回路基板２０００の底面が露出される。放熱孔３２００を挟んで二つのピン跡３５００、３５００が対角線方向に対向して形成されるが、この二つのピン跡３５００、３５００は、モールディングを形成する際に利用されたピンが分離された後に残った跡であり、回路基板２０００に形成されたピン孔２１００、２１００（図６参照）と一致するように存在する。
【００４３】
図８は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールを示した底面図であり、図８を参照すると、ＬＥＤモジュールは、モールディングカバー３０００の底面に形成された放熱孔３２００の互いに対向する両側面が開放され、モールディングカバー３０００の両側面と接する位置まで連結されたチャンネルの形状を有する。
【００４４】
図９Ａから図９Ｄは、本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【００４５】
まず、図９Ａに示されたように、回路基板２０００の上面にパッケージレベルまたはチップレベルのＬＥＤ４０００を実装する。次に、図９Ｂに示されたように、ＬＥＤ４０００を覆うように半球状のレンズ部５１００とその周りのリング状の縁部５２００とを含む透光性封止材５０００を形成する。次に、図９Ｃに示されたように、透光性封止材５０００を露出させるキャビティ３１００と回路基板２０００の底面の一部領域を露出させる放熱孔３２００とを除いて、回路基板２０００の上面、側面及び底面を覆うモールディングカバー３０００を、例えばインサート射出成形によって形成する。リング状縁部５２００に比べてモールディングカバー３０００のキャビティの下部のサイズが小さいため、縁部５２００の上面にモールディングカバー３０００が面対面で接合される。モールディングカバー３０００と封止材５０００とは、透明度のみ異なる同一の材料または類似の物性を有するプラスチック樹脂材料で形成されるため互いの接着力が高い。
【００４６】
本実施形態において、モールディングカバー３０００は上型と下型とにより限定されたモールディング空間１０３内で成形され、モールディング空間１０３の中間に回路基板２０００を安定して保持させるためにピンが利用される。ピン１０４は先端部１０４ａと支持端部１０４ｂとを含み、先端部１０４ａが回路基板２０００に形成されたピン孔２１００の下側一部に挿入され、支持端部１０４ｂは回路基板２０００に接して回路基板２０００を支持する。モールディング空間１０３の上部形状１０１ａ及び下部形状１０２ａにより、キャビティ３１００の形状及び放熱孔３２００の形状が決まる。
【００４７】
金型から分離されたＬＥＤモジュール１０００が図９Ｄに示されており、図９Ｄを参照してＬＥＤモジュール１０００をさらに説明すると、回路基板２０００の上面のＬＥＤ実装領域にはＬＥＤ４０００が実装されており、そのＬＥＤ４０００を覆う封止材５０００が回路基板２０００の上面の略中央に形成されている。モールディングカバー３０００は、回路基板２０００の上面、底面及び両側面を覆って、ＬＥＤ実装領域に対応するようにキャビティ３１００を含み、ＬＥＤ４０００と封止材５０００を露出させる。放熱孔３２００は、回路基板２０００の底面中央の一部領域を露出させる。上述の実施形態とは異なって、封止材５０００は中央のレンズ部５１００とその周りの縁部５２００とを含み、モールディングカバー３０００は封止材５０００の形成後に形成され、その底面一部が縁部５２００の上面に接合されている。モールディングカバー３０００の底面一部が封止材５０００の一部、即ち、縁部５２００の上面に面対面で接することにより、封止材５０００とモールディングカバー３０００との間に信頼性のある界面が形成され、この界面は湿気や水気が封止材５０００とモールディングカバー３０００との間を介してＬＥＤ４０００またはその周りに浸透することを遮断する。
【００４８】
ピン孔２１００の上部は、上述の実施形態と同様に、モールディングカバー３０００の一部によって閉鎖されている。
【００４９】
図１０は本発明の一実施形態によるＬＥＤチャンネルレターを部分的に図示した平面図であり、図１１は図１０のＩ−Ｉに沿った断面図であり、図１２は図１０のＩＩ−ＩＩに沿った断面図であり、図１３は図１０から図１２に図示されたＬＥＤモジュールを示した底面図である。
【００５０】
図１０から図１２に示されたように、本発明の一実施形態によるＬＥＤチャンネルレター１は、略「Ｘ」状の平面形状を有する上部開放型のチャンネル２と、チャンネル２内に配置される複数のＬＥＤモジュール１０００と、を含む。図示を省略したが、チャンネル２の上部を覆う透光性プラスチック板または透光性ガラス及び／またはチャンネル２の内部を埋める透光性の樹脂を含む光拡散部材が提供されてもよい。
【００５１】
本発明は、図示されたチャンネルレター１の平面形状に限定されず、チャンネルレター１は表現しようとする文字、ロゴ、シンボル、数字及び／または記号によって多様な形状を有することができる。
【００５２】
本実施形態において、チャンネル２は、互いに対向する一対の側壁２１、２１と、その間に位置するる底面２２と、を含む。また、チャンネル２の底面２２の上面には、側壁２１、２１と平行に帯状の突出部２４が配置される。突出部２４は、チャンネル２の底面２２の上面に長さ及び厚さを有する帯状の部材を取り付けることにより形成されることができ、或いは、チャンネル２の製作過程またはその前後の過程でプレス加工により形成され、チャンネル２の底面と一体に形成されてもよい。突出部２４は、以下で詳細に説明されるように、ＬＥＤモジュール１０００とチャンネル２との間の放熱経路に提供されるものであり、熱伝導性に優れるものが好ましい。
【００５３】
図１１及び図１２に示されたように、ＬＥＤモジュール１０００は、回路基板２０００と、回路基板２０００上に実装されたＬＥＤ４０００と、回路基板２０００の上面、底面及び側面を覆うように形成されたモールディングカバー３０００と、を含む。ここで、モールディングカバー３０００は、その上面の一部領域にＬＥＤ４０００を露出させるキャビティ３１００を含み、その底面の一部領域に回路基板２０００の底面を露出させる放熱孔３２００が形成される。
【００５４】
さらには、ＬＥＤモジュール１０００は、キャビティ３１００の内側にＬＥＤ４０００を保護するためにモールディング成形された透光性の封止材５０００を含む。この封止材５０００は、モールディングカバー３０００の形成の前に、ＬＥＤ４０００を覆うように回路基板２０００の上面に形成される。
【００５５】
封止材５０００は、中央の略半球状のレンズ部５１００とその周りのリング状の縁部５２００とを含む。封止材５０００は、モールディングカバー３０００の形成の前に、モールディングカバー３０００のキャビティ３１００の位置に対応するように形成される。より好ましくは、リング状縁部５２００が傾斜構造を有するキャビティ３１００の下部より広く形成され、モールディングカバー３０００を形成するときに、モールディングカバー３０００は一部がリング状縁部５２００の上面に面対面で接合される。
【００５６】
従って、モールディングカバー３０００と封止材５０００とは、モールディングカバー３０００の底面の一部領域の放熱孔３２００を除いて回路基板２０００をほぼ全体を覆っており、これは、外部の湿気が回路基板２０００を経由してＬＥＤ４０００の周りに浸透することが大きく低減される。
【００５７】
一方、モールディングカバー３０００と封止材５０００とは、同一または類似のプラスチック材料を含み、互いへの接着性が強い。本実施形態では、同一のプラスチック材料によってモールディングカバー３０００と封止材５０００とが形成され、モールディングカバー３０００を構成するプラスチック樹脂に、反射性を高める白色、銀白色または銀色などの染料または顔料が添加されている。
【００５８】
一方、複数のＬＥＤモジュール１０００をチャンネル２の底面２２の上面に取り付ける際、底面２２の上面に固定配置された帯状の突出部２４がモールディングカバー３０００の底面に形成された放熱孔３２００に挿入され、この際、突出部２４は放熱孔３２００により露出された回路基板２０００に接触する。
【００５９】
図１３に示されたように、突出部２４の形状に対応するように、放熱孔３２００は、モールディングカバー３０００の底面の一端から対向する一端まで延長されている。従って、放熱孔３２００は、モールディングカバー３０００の底面で両側面が両側方向に開放されたチャンネル形態を有する。また、突出部２４の上面は、回路基板２０００の平らな底面と最大限の接触面積を有するように上面全体が平面であることが好ましい。放熱孔３２００の両側面が開放された構造により、一つの長い突出部２４に複数のＬＥＤモジュールに備えられた複数の放熱孔が挿入されることができる。
【００６０】
上述のチャンネルレター１の構成は、図１１及び図１２に示されたように、ＬＥＤモジュール１０００内のＬＥＤ４０００から回路基板２０００とそれに接する突出部２４及びチャンネル２を経て外部に連結される放熱経路を形成し、この放熱経路によって、ＬＥＤ４０００から発生した熱が効果的にチャンネルレター１の外部に放出されることができる。
【００６１】
図１０をさらに参照すると、ＬＥＤモジュール１０００は、略四角形からなり、四つのコネクタ３３００を四つの側辺全てに備える。ＬＥＤモジュール１０００、特に、モールディングカバー３０００の全ての側辺にコネクタ３３００を設けることにより、図示された「Ｘ」状のような複雑なチャンネルレターを容易に実現することができる。また、複雑な形状のチャンネル内にＬＥＤモジュールを配置し、そのＬＥＤモジュールをワイヤ７で接続する作業が簡単になる。
【００６２】
本実施形態において、垂直に交差する四つの直線型単位チャンネルが集まって一つの「Ｘ」状のチャンネル２を構成する。四つの単位チャンネルが交差する領域、即ち、チャンネル２の中央領域に設けられたＬＥＤモジュール１０００は四つのコネクタ３３００を全て活用し、残りのＬＥＤモジュール１０００は二つまたは一つのコネクタ３３００のみを活用する。
【００６３】
本実施形態によるＬＥＤモジュール１０００は、四つの側辺を有する四角形を備え、四つの側辺全てにコネクタが提供されて、合計四つのコネクタを含んでいるが、ＬＥＤモジュールが三角形、四角形、五角形、六角形または他の多角形であるかに応じて、三つ、四つ、五つ、六つまたはそれ以上のコネクタを含んでもよい。
【００６４】
ＬＥＤチャンネル２に利用されるＬＥＤモジュール１０００は、図１から図６を参照して説明された製造方法、または図９Ａから図９Ｄを参照して説明された製造方法により製造されることができる。
【００６５】
図１４は本発明の他の実施形態説明するためのチャンネルレターの断面図である。
【００６６】
図１４を参照すると、チャンネルレター１は、チャンネル２の底面２２の上面にブロック形状を有する複数の突出部２４を含み、ＬＥＤモジュール１０００は、上述の実施形態と同様に、回路基板２０００の底面を露出させるように形成された放熱孔３２００を含む。放熱孔３２００は、チャンネルレター１の突出部２４に対応する形状を有して突出部２４に挿入される。また、夫々の突出部２４は放熱孔３２００に挿入されて回路基板２０００の底面に接触する。本実施形態によると、チャンネルレター１には複数のＬＥＤモジュール１０００が配置され、複数のＬＥＤモジュール１０００夫々は、放熱孔３２００が突出部２４に挿入されることによりチャンネル２の底面２２の上面に固定維持される。また、放熱孔３２００及び突出部２４は、ＬＥＤモジュール１０００の内部から外部への放熱経路を提供する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュール及びその製造方法と、ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤチャンネルレターに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年、「蛍光灯」と呼ばれる冷陰極蛍光ランプが照明装置として広く利用されてきた。しかし、冷陰極蛍光ランプは、寿命が短い、耐久性が劣っている、光のカラー選択範囲が制限される、エネルギー効率が低いといった欠点がある。
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、応答性が優れている、エネルギー効率が高い、寿命が長いなどといった様々な利点を有している。高輝度、高出力のＬＥＤの開発により、照明用光源としてまたはその他の光源としてＬＥＤの需要が急増している。
【０００４】
従来には、ＰＣＢのような回路基板上にＬＥＤが実装されたＬＥＤモジュールが知られており、回路基板上にパッケージレベルのＬＥＤ、即ち、ＬＥＤパッケージを実装することが一般的であった。しかし、最近は、チップレベルのＬＥＤ、即ち、一つ以上のＬＥＤチップを回路基板上に実装したＬＥＤモジュールに対する関心が高まっている。上記のようなＬＥＤモジュールにおいて、回路基板及びその上に実装されるＬＥＤは、湿気及び空気などの外部環境に対して非常に脆弱である。従って、外部環境から回路基板上の電極及び／またはＬＥＤを保護する技術が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金型のモールディング空間内でプラスチック樹脂を射出成形して製造したモールディングカバーで回路基板を覆う方法が考慮されうる。この際、前記モールディング空間の底面と回路基板との間に離隔空間がなければ、モールディングカバーは回路基板の上面にのみ形成されるため、モールディングカバーの存在にも関わらず、回路基板の底面全体及び側面全体が外部環境に露出される。
【０００６】
それに対する代案として、回路基板にピン孔を形成し、金型に設けられたピンをピン孔に貫通挿入して、回路基板を金型のモールディング空間内の中間に位置させる方法が考慮されうる。この場合、モールディング空間に形成されたモールディングカバーが、回路基板の上面だけでなく底面まで覆う。この場合、ピンが分離されて後に残る孔、即ち、ピン跡がモールディングカバーを経て回路基板のピン孔まで連結され、ピン跡からピン孔まで連結された経路は、外部の湿気及び／または空気が浸入する経路となる。
【０００７】
従って、本発明は、回路基板に形成されたピン孔が閉鎖されている構造を有するＬＥＤモジュールを提供する技術を提案する。
【０００８】
近年、文字、ロゴ、シンボル、数字または記号などの形状を含むチャンネル内に複数のＬＥＤモジュールを設けて構成した照明装置が開発されており、このような照明装置を「ＬＥＤチャンネルレター」という。
【０００９】
既存のＬＥＤチャンネルレターにおいて、電源または回路の接続方法としてワイヤ半田付け方式が主に利用されているが、この方式は手作業を必要とするため多くの工程不良をもたらし、チャンネルに設けられる複数のＬＥＤモジュールのうちたった一つでもＬＥＤモジュールに問題が発生すると、製品全体を交換しなければならない。
【００１０】
本発明によると、電源または回路の連結のためのコネクタを有するＬＥＤモジュールをＬＥＤチャンネルレターに適用すると、特定のＬＥＤモジュールに問題が発生しても、該当ＬＥＤモジュールのみを入れ替えてチャンネルレターを利用することができ、経済的である。また、ＬＥＤチャンネルレターは、文字、ロゴ、シンボル、数字及び／または記号を表現するために複雑な形状を要求するが、一方向のコネクタまたは互いに対向する両方向のコネクタのみを有するＬＥＤモジュールは、上述の要求を満たすことが困難である。
【００１１】
ＬＥＤチャンネルレター用ＬＥＤモジュールとしては、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）のような回路基板上にパッケージレベルまたはチップレベルのＬＥＤが実装された構造が有用である。このような構造のＬＥＤモジュールをＬＥＤチャンネルレターに適用するにあたり、湿気などの外部環境からＬＥＤを保護する性能とともに、ＬＥＤから発生した熱を円滑に放出する放熱性能が考慮されることが好ましい。
【００１２】
本発明が解決しようとする他の課題は、改善された構造のＬＥＤチャンネル及びそれに適したＬＥＤモジュールを提供することである。
【００１３】
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、ＬＥＤモジュール内のＬＥＤとそのＬＥＤモジュールが設けられるチャンネルとの間に改善された放熱経路が提供されて、且つＬＥＤモジュール内のＬＥＤまたは回路基板に向かって外部から湿気などが浸入する経路を減少または遮断されたＬＥＤチャンネルレターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法は、ＬＥＤ実装領域を上面に含み、上下貫通型のピン孔が形成された回路基板を準備する回路基板準備段階と、前記回路基板を金型のモールディング空間に配置し、先端部が前記ピン孔の下側一部に挿入されるピンを利用して、前記回路基板を前記モールディング空間に保持する回路基板配置段階と、前記モールディング空間でプラスチック樹脂をモールディング成形し、前記プラスチック樹脂が前記ピン孔の上側を満たすようにするモールディングカバー形成段階と、を含む。
【００１５】
好ましくは、前記ピンは、前記先端部の下側に前記先端部より広い面積を有する支持端部を含み、前記支持端部が前記回路基板の底面に接して前記回路基板を支持してもよい。
【００１６】
好ましくは、前記回路基板配置段階において、対角線方向に配置された二つのピンは、前記回路基板の支持に利用されてもよい。
【００１７】
好ましくは、前記ピンは、前記モールディング空間で上下に前進または後退可能な可変型ピンであってもよい。
【００１８】
好ましくは、前記ピンは、前記モールディング空間の底面から上部に突出された固定型ピンであってもよい。
【００１９】
好ましくは、前記モールディングカバー形成段階は、前記モールディング空間の上部形状により、前記ＬＥＤ実装領域の上側にＬＥＤを実装するためのキャビティを形成することを含んでもよい。
【００２０】
好ましくは、前記モールディングカバー形成段階は、前記モールディング空間の下部形状により、前記回路基板を外部に露出させる放熱孔を形成することを含んでもよい。
【００２１】
本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ実装領域を上面に含み、上下貫通型のピン孔が形成された回路基板と、前記ＬＥＤ実装領域に実装されたＬＥＤと、少なくとも前記回路基板の上面及び底面を覆うようにモールディング成形されたモールディングカバーと、を含み、前記モールディングカバーの一部により前記ピン孔の上側の一部が埋められる。
【００２２】
好ましくは、前記ピン孔は、前記回路基板の他の位置に形成された他のピン孔と対角線方向に対向する。
【００２３】
好ましくは、前記モールディングカバーは、前記ＬＥＤ実装領域の上側に形成されるキャビティを含んでもよい。
【００２４】
好ましくは、前記モールディングカバーは、底面に前記回路基板を露出させる放熱孔が形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、金型を利用したモールディング成形によって形成されたモールディングカバーが、回路基板の上面だけでなく底面、さらには側面まで覆うため、外部環境の湿気及び／または空気から回路基板上の電極及び／またはＬＥＤなどをより良好に保護することができる。また、回路基板をモールディング空間の中間に保持するために、金型のピンとともに、利用した回路基板の貫通ピン孔をモールディングカバーの一部で閉鎖することにより、回路基板のピン孔を介して浸入する湿気または外部空気を防ぐことができる。
【００２６】
本発明によると、電源または回路の接続のためにコネクタを有するＬＥＤモジュールをチャンネルレターに適用すると、特定のＬＥＤモジュールに問題が発生しても、該当ＬＥＤモジュールのみを入れ替えてＬＥＤチャンネルレターを利用し続けることができるという点で経済的である。また、本発明によるＬＥＤチャンネルレターは、複雑な文字、ロゴ、シンボル、数字及び／または記号を表現することができる。特に、本発明によるＬＥＤモジュールは、湿気などの外部環境からＬＥＤを保護する性能に優れ、ＬＥＤから発生した熱を円滑に放出する放熱性能も優れるため、ＬＥＤチャンネルレターに有用に利用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。（ｂ）本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図３】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図４】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、回路基板にモールディングカバーを成形する過程を説明するための図面である。
【図５】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、モールディングカバーが形成された回路基板にＬＥＤを実装することを示す図面である。
【図６】本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法において、ＬＥＤを封止材で封止した後のＬＥＤモジュールを示す図面である。
【図７】図６に図示されたＬＥＤモジュールの底面を示す底面図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールを図示した底面図である。
【図９Ａ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図９Ｂ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図９Ｃ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図９Ｄ】本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＬＥＤチャンネルレターを部分的に示した平面図である。
【図１１】図１０のＩ−Ｉに沿った断面図である。
【図１２】図１０のＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図１３】図１０から図１２に図示されたＬＥＤモジュールを図示した底面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を説明するためのチャンネルレターの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下で紹介される実施形態は、当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために例として提供されるものである。従って、本発明は、以下で説明される実施形態に限定されず、他の形態に具現化されることもできる。また、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは便宜のために誇張されて表現されることがある。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【００２９】
図１から図５は本発明の一実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面であって、図１から図４は回路基板を準備して回路基板にモールディングカバーを成形する過程を示す図面であり、図５はモールディングカバーが形成された回路基板にＬＥＤを実装することを示す図面である。図６は封止材を利用してＬＥＤを封止する工程を経て最終的に製造されたＬＥＤモジュールを示す図面であり、図７は図６に図示されたＬＥＤモジュールの底面を示す底面図である。
【００３０】
本実施形態によるＬＥＤモジュールを製造するために、図１の（ａ）及び（ｂ）に図示されたように回路基板２０００を準備する。図１の（ａ）は準備された回路基板２０００の平面図であり、図１の（ｂ）は図１の（ａ）のＩ−Ｉに沿った回路基板２０００の断面図である。
【００３１】
図１に示されるように、回路基板２０００には二つの上下貫通型ピン孔２1００が形成される。ピン孔２1００は、以下で詳細に説明されるように、金型に設けられたピンが挿入されると、回路基板２０００を金型内で安定して保持させる機能をする。本実施形態において、二つのピン孔２1００は、互いに対角線方向に対向するように形成される。ピン孔２1００及びそれに挿入されるピンの対角線配置は、少ない数のピン孔及び／またはピンでも回路基板２０００を安定して支持するようにする。本発明はピン孔の数によって制限されない。本実施形態において、回路基板２０００は、ＬＥＤ実装用ＰＣＢであり、図示されていないが、電極パターンを含む回路パターンが形成される。回路基板２０００は、熱伝導性が優れた金属を基にするＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）またはＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）であることが好ましい。
【００３２】
図２に示されるように、回路基板２０００は、上型１０１と下型１０２とからなる金型のモールディング空間１０３に配置される。金型の下部、即ち、下型１０２には二つのピン１０４が設けられる。
【００３３】
夫々のピン１０４は、モールディング空間１０３で上下に前進または後退可能な可変型ピンで構成されてもよい。可変型ピンを駆動する方式としては、加圧式またはスクリュー移送式があり得る。本実施形態では、可変型ピンが利用されているが、金型に固設された固定型ピンを利用してもよい。
【００３４】
夫々のピン１０４は、先端部１０４ａと先端部１０４ａの下側に先端部１０４ａより広い表面積を有する支持端部１０４ｂとを含む。ピン１０４が回路基板２０００に形成されたピン孔２１００に挿入され、回路基板２０００をモールディング空間１０３内の中間で水平に安定して支持する。
【００３５】
また、モールディング空間１０３の下部、即ち、下型１０２は、回路基板２０００の底面に接する略四角形断面の突出部１０２ａ形状を有する。また、モールディング空間１０３の上部、即ち、上型１０１は、回路基板２０００の上面の中央領域、即ち、ＬＥＤ実装領域に接する略切頭円錐形状の突出部１０１ａ形状を有する。
【００３６】
モールディング空間１０３の下部に形成された突出部１０２ａは、放熱のために回路基板２０００の底面の一部の領域にモールディングカバーを省略するために形成される。ここで、モールディング空間の下部の突出部１０２ａは、ピン１０４とともに回路基板２０００を支持する機能もする。回路基板２０００の全面全体にモールディングカバーを形成する場合は、モールディング空間１０３の下部の突出部１０２ａ形状は省略される。また、モールディング空間の上部の突出部１０１ａは、後工程で回路基板２０００上にＬＥＤを実装することができるキャビティを形成するために形成される。突出部１０１ａの切頭円錐形状は、キャビティの内壁面が傾斜した反射面となるようにする。
【００３７】
ピン１０４の先端部１０４ａが回路基板２０００のピン孔２１００に挿入される一方、ピン１０４の支持端部１０４ｂは回路基板２０００の底面に接している。ここで、先端部１０４ａはピン孔２１００の下側一部にのみ挿入されるが、ピン孔２１００の上側の残りの空間は、モールディングカバーを形成する際にそのモールディングカバーを構成するプラスチック樹脂により埋められる。
【００３８】
図３に示されたように、モールディング空間１０３内に液状またはゲル状のプラスチック樹脂Ｐが満たされ、このプラスチック樹脂Ｐがモールディング空間１０３内で固まることにより、回路基板２０００の上面、底面及び側面を覆うモールディングカバーに形成される。モールディングカバーを構成するプラスチック樹脂Ｐは、ピン孔２１００の上部空間を埋め、ピン孔２１００を閉鎖する。区別するために、プラスチック樹脂は図面において符号「Ｐ」で示し、プラスチック樹脂によって形成されたモールディングカバーは図面において符号「３０００」で示す。
【００３９】
図２及び図３に示されたようなモールディング成形、より具体的には、インサート射出成形が終了すると、図４に示されたようなモールディングカバー３０００が形成され、このモールディングカバー３０００は、回路基板２０００の上面、底面及び側面を覆う。モールディングカバー３０００は、上述のモールディング空間の上部形状によって形成されたキャビティ３１００を上面に有する一方、底面には上述のモールディング空間の下部形状によって形成された放熱孔３２００を有する。また、モールディングカバー３０００の一側面にはコネクタハウジング部３３００が形成される。
【００４０】
キャビティ３１００は、回路基板２０００の上面、ＬＥＤが実装される領域に形成され、傾斜した反射面を有する。また、放熱孔３２００は、回路基板２０００を露出させる。また、回路基板２０００に形成されたピン孔２１００は、モールディングカバー３０００の一部によって閉鎖されている。
【００４１】
図５を参照すると、キャビティ３１００を介してＬＥＤ４０００が実装される。ＬＥＤ４０００は、パッケージレベルのＬＥＤ、即ち、ＬＥＤパッケージであってもよく、チップレベルのＬＥＤ、即ち、ＬＥＤチップであってもよい。図６を参照すると、ＬＥＤ４０００を保護する透光性の封止材５０００が略レンズ状に形成される。本実施形態において、封止材５０００は、その下部の最も広い部分がキャビティ３１００の底面の端を覆う略半球状を有する。これにより、図６に示すＬＥＤモジュール１０００の製造が終了する。
【００４２】
図７を参照すると、ＬＥＤモジュールにおいて、モールディングカバー３０００の底面に放熱孔３２００が略四角形に形成され、その放熱孔３２００を介して回路基板２０００の底面が露出される。放熱孔３２００を挟んで二つのピン跡３５００、３５００が対角線方向に対向して形成されるが、この二つのピン跡３５００、３５００は、モールディングを形成する際に利用されたピンが分離された後に残った跡であり、回路基板２０００に形成されたピン孔２１００、２１００（図６参照）と一致するように存在する。
【００４３】
図８は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールを示した底面図であり、図８を参照すると、ＬＥＤモジュールは、モールディングカバー３０００の底面に形成された放熱孔３２００の互いに対向する両側面が開放され、モールディングカバー３０００の両側面と接する位置まで連結されたチャンネルの形状を有する。
【００４４】
図９Ａから図９Ｄは、本発明の他の実施形態によるＬＥＤモジュールの製造方法を説明するための図面である。
【００４５】
まず、図９Ａに示されたように、回路基板２０００の上面にパッケージレベルまたはチップレベルのＬＥＤ４０００を実装する。次に、図９Ｂに示されたように、ＬＥＤ４０００を覆うように半球状のレンズ部５１００とその周りのリング状の縁部５２００とを含む透光性封止材５０００を形成する。次に、図９Ｃに示されたように、透光性封止材５０００を露出させるキャビティ３１００と回路基板２０００の底面の一部領域を露出させる放熱孔３２００とを除いて、回路基板２０００の上面、側面及び底面を覆うモールディングカバー３０００を、例えばインサート射出成形によって形成する。リング状縁部５２００に比べてモールディングカバー３０００のキャビティの下部のサイズが小さいため、縁部５２００の上面にモールディングカバー３０００が面対面で接合される。モールディングカバー３０００と封止材５０００とは、透明度のみ異なる同一の材料または類似の物性を有するプラスチック樹脂材料で形成されるため互いの接着力が高い。
【００４６】
本実施形態において、モールディングカバー３０００は上型と下型とにより限定されたモールディング空間１０３内で成形され、モールディング空間１０３の中間に回路基板２０００を安定して保持させるためにピンが利用される。ピン１０４は先端部１０４ａと支持端部１０４ｂとを含み、先端部１０４ａが回路基板２０００に形成されたピン孔２１００の下側一部に挿入され、支持端部１０４ｂは回路基板２０００に接して回路基板２０００を支持する。モールディング空間１０３の上部形状１０１ａ及び下部形状１０２ａにより、キャビティ３１００の形状及び放熱孔３２００の形状が決まる。
【００４７】
金型から分離されたＬＥＤモジュール１０００が図９Ｄに示されており、図９Ｄを参照してＬＥＤモジュール１０００をさらに説明すると、回路基板２０００の上面のＬＥＤ実装領域にはＬＥＤ４０００が実装されており、そのＬＥＤ４０００を覆う封止材５０００が回路基板２０００の上面の略中央に形成されている。モールディングカバー３０００は、回路基板２０００の上面、底面及び両側面を覆って、ＬＥＤ実装領域に対応するようにキャビティ３１００を含み、ＬＥＤ４０００と封止材５０００を露出させる。放熱孔３２００は、回路基板２０００の底面中央の一部領域を露出させる。上述の実施形態とは異なって、封止材５０００は中央のレンズ部５１００とその周りの縁部５２００とを含み、モールディングカバー３０００は封止材５０００の形成後に形成され、その底面一部が縁部５２００の上面に接合されている。モールディングカバー３０００の底面一部が封止材５０００の一部、即ち、縁部５２００の上面に面対面で接することにより、封止材５０００とモールディングカバー３０００との間に信頼性のある界面が形成され、この界面は湿気や水気が封止材５０００とモールディングカバー３０００との間を介してＬＥＤ４０００またはその周りに浸透することを遮断する。
【００４８】
ピン孔２１００の上部は、上述の実施形態と同様に、モールディングカバー３０００の一部によって閉鎖されている。
【００４９】
図１０は本発明の一実施形態によるＬＥＤチャンネルレターを部分的に図示した平面図であり、図１１は図１０のＩ−Ｉに沿った断面図であり、図１２は図１０のＩＩ−ＩＩに沿った断面図であり、図１３は図１０から図１２に図示されたＬＥＤモジュールを示した底面図である。
【００５０】
図１０から図１２に示されたように、本発明の一実施形態によるＬＥＤチャンネルレター１は、略「Ｘ」状の平面形状を有する上部開放型のチャンネル２と、チャンネル２内に配置される複数のＬＥＤモジュール１０００と、を含む。図示を省略したが、チャンネル２の上部を覆う透光性プラスチック板または透光性ガラス及び／またはチャンネル２の内部を埋める透光性の樹脂を含む光拡散部材が提供されてもよい。
【００５１】
本発明は、図示されたチャンネルレター１の平面形状に限定されず、チャンネルレター１は表現しようとする文字、ロゴ、シンボル、数字及び／または記号によって多様な形状を有することができる。
【００５２】
本実施形態において、チャンネル２は、互いに対向する一対の側壁２１、２１と、その間に位置するる底面２２と、を含む。また、チャンネル２の底面２２の上面には、側壁２１、２１と平行に帯状の突出部２４が配置される。突出部２４は、チャンネル２の底面２２の上面に長さ及び厚さを有する帯状の部材を取り付けることにより形成されることができ、或いは、チャンネル２の製作過程またはその前後の過程でプレス加工により形成され、チャンネル２の底面と一体に形成されてもよい。突出部２４は、以下で詳細に説明されるように、ＬＥＤモジュール１０００とチャンネル２との間の放熱経路に提供されるものであり、熱伝導性に優れるものが好ましい。
【００５３】
図１１及び図１２に示されたように、ＬＥＤモジュール１０００は、回路基板２０００と、回路基板２０００上に実装されたＬＥＤ４０００と、回路基板２０００の上面、底面及び側面を覆うように形成されたモールディングカバー３０００と、を含む。ここで、モールディングカバー３０００は、その上面の一部領域にＬＥＤ４０００を露出させるキャビティ３１００を含み、その底面の一部領域に回路基板２０００の底面を露出させる放熱孔３２００が形成される。
【００５４】
さらには、ＬＥＤモジュール１０００は、キャビティ３１００の内側にＬＥＤ４０００を保護するためにモールディング成形された透光性の封止材５０００を含む。この封止材５０００は、モールディングカバー３０００の形成の前に、ＬＥＤ４０００を覆うように回路基板２０００の上面に形成される。
【００５５】
封止材５０００は、中央の略半球状のレンズ部５１００とその周りのリング状の縁部５２００とを含む。封止材５０００は、モールディングカバー３０００の形成の前に、モールディングカバー３０００のキャビティ３１００の位置に対応するように形成される。より好ましくは、リング状縁部５２００が傾斜構造を有するキャビティ３１００の下部より広く形成され、モールディングカバー３０００を形成するときに、モールディングカバー３０００は一部がリング状縁部５２００の上面に面対面で接合される。
【００５６】
従って、モールディングカバー３０００と封止材５０００とは、モールディングカバー３０００の底面の一部領域の放熱孔３２００を除いて回路基板２０００をほぼ全体を覆っており、これは、外部の湿気が回路基板２０００を経由してＬＥＤ４０００の周りに浸透することが大きく低減される。
【００５７】
一方、モールディングカバー３０００と封止材５０００とは、同一または類似のプラスチック材料を含み、互いへの接着性が強い。本実施形態では、同一のプラスチック材料によってモールディングカバー３０００と封止材５０００とが形成され、モールディングカバー３０００を構成するプラスチック樹脂に、反射性を高める白色、銀白色または銀色などの染料または顔料が添加されている。
【００５８】
一方、複数のＬＥＤモジュール１０００をチャンネル２の底面２２の上面に取り付ける際、底面２２の上面に固定配置された帯状の突出部２４がモールディングカバー３０００の底面に形成された放熱孔３２００に挿入され、この際、突出部２４は放熱孔３２００により露出された回路基板２０００に接触する。
【００５９】
図１３に示されたように、突出部２４の形状に対応するように、放熱孔３２００は、モールディングカバー３０００の底面の一端から対向する一端まで延長されている。従って、放熱孔３２００は、モールディングカバー３０００の底面で両側面が両側方向に開放されたチャンネル形態を有する。また、突出部２４の上面は、回路基板２０００の平らな底面と最大限の接触面積を有するように上面全体が平面であることが好ましい。放熱孔３２００の両側面が開放された構造により、一つの長い突出部２４に複数のＬＥＤモジュールに備えられた複数の放熱孔が挿入されることができる。
【００６０】
上述のチャンネルレター１の構成は、図１１及び図１２に示されたように、ＬＥＤモジュール１０００内のＬＥＤ４０００から回路基板２０００とそれに接する突出部２４及びチャンネル２を経て外部に連結される放熱経路を形成し、この放熱経路によって、ＬＥＤ４０００から発生した熱が効果的にチャンネルレター１の外部に放出されることができる。
【００６１】
図１０をさらに参照すると、ＬＥＤモジュール１０００は、略四角形からなり、四つのコネクタ３３００を四つの側辺全てに備える。ＬＥＤモジュール１０００、特に、モールディングカバー３０００の全ての側辺にコネクタ３３００を設けることにより、図示された「Ｘ」状のような複雑なチャンネルレターを容易に実現することができる。また、複雑な形状のチャンネル内にＬＥＤモジュールを配置し、そのＬＥＤモジュールをワイヤ７で接続する作業が簡単になる。
【００６２】
本実施形態において、垂直に交差する四つの直線型単位チャンネルが集まって一つの「Ｘ」状のチャンネル２を構成する。四つの単位チャンネルが交差する領域、即ち、チャンネル２の中央領域に設けられたＬＥＤモジュール１０００は四つのコネクタ３３００を全て活用し、残りのＬＥＤモジュール１０００は二つまたは一つのコネクタ３３００のみを活用する。
【００６３】
本実施形態によるＬＥＤモジュール１０００は、四つの側辺を有する四角形を備え、四つの側辺全てにコネクタが提供されて、合計四つのコネクタを含んでいるが、ＬＥＤモジュールが三角形、四角形、五角形、六角形または他の多角形であるかに応じて、三つ、四つ、五つ、六つまたはそれ以上のコネクタを含んでもよい。
【００６４】
ＬＥＤチャンネル２に利用されるＬＥＤモジュール１０００は、図１から図６を参照して説明された製造方法、または図９Ａから図９Ｄを参照して説明された製造方法により製造されることができる。
【００６５】
図１４は本発明の他の実施形態説明するためのチャンネルレターの断面図である。
【００６６】
図１４を参照すると、チャンネルレター１は、チャンネル２の底面２２の上面にブロック形状を有する複数の突出部２４を含み、ＬＥＤモジュール１０００は、上述の実施形態と同様に、回路基板２０００の底面を露出させるように形成された放熱孔３２００を含む。放熱孔３２００は、チャンネルレター１の突出部２４に対応する形状を有して突出部２４に挿入される。また、夫々の突出部２４は放熱孔３２００に挿入されて回路基板２０００の底面に接触する。本実施形態によると、チャンネルレター１には複数のＬＥＤモジュール１０００が配置され、複数のＬＥＤモジュール１０００夫々は、放熱孔３２００が突出部２４に挿入されることによりチャンネル２の底面２２の上面に固定維持される。また、放熱孔３２００及び突出部２４は、ＬＥＤモジュール１０００の内部から外部への放熱経路を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤが実装される回路基板と、
前記回路基板の上面、側面及び底面を覆うように成形されたモールディングカバーと、を含み、
前記モールディングカバーの底面には、前記回路基板の底面を露出させる放熱孔が形成されることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記放熱孔は、互いに対向する両側面が開放されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記モールディングカバーは、複数の辺からなる多角形の平面形状を有し、複数のコネクタを備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記コネクタは、前記モールディングカバーの辺に備えられることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記ＬＥＤを覆うように前記回路基板の上面に形成された透光性の封止材をさらに含み、
前記モールディングカバーには、前記封止材が形成される領域にキャビティが形成され、前記封止材は縁部を含み、前記モールディングカバーは前記縁部の上面に接するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
前記ＬＥＤを覆うように前記回路基板の上面に形成された透光性の封止材をさらに含み、
前記封止材は、中央のレンズ部とその周りの縁部とを含み、前記モールディングカバーは、一部が前記縁部の上面と面上面で接することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記回路基板には上下貫通型のピン孔が形成され、前記モールディングカバーの一部により前記ピン孔の一部が埋められることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
ＬＥＤを実装するための回路基板を準備し、
前記回路基板の上面、側面及び底面を覆って、前記回路基板の底面を露出させる放熱孔を有するモールディングカバーを形成すること、
を含むことを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記モールディングカバーを形成することは、
前記回路基板を金型のモールディング空間内に配置する回路基板配置段階と、
前記モールディング空間内でプラスチック樹脂を用いて前記モールディングカバーをモールディングするモールディングカバー成形段階と、を含み、
前記準備された回路基板は上下貫通型のピン孔を含み、前記回路基板配置段階は、先端部が前記ピン孔の一部に挿入されるピンを利用して前記回路基板を前記モールディング空間に保持する段階を含み、前記モールディングカバー成形段階は、前記プラスチック樹脂を前記ピンが達していない前記ピン孔の残り空間に満たす段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記ピンは、前記先端部の下側に前記先端部より広い面積の支持端部を含み、前記支持端部が前記回路基板の底面に接して前記回路基板を支持することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記モールディングカバーを形成することは、前記回路基板を金型のモールディング空間内に配置する回路基板配置段階と、
前記モールディング空間内でプラスチック樹脂を用いて前記モールディングカバーをモールディングするモールディングカバー成形段階と、を含み、
前記モールディングカバー成形段階は、前記モールディング空間の下部形状により、前記回路基板を外部に露出させる前記放熱孔を形成することを含むことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記モールディングカバー成形段階は、前記モールディング空間の上部形状により、前記ＬＥＤ実装領域の上側にＬＥＤを実装するためのキャビティを形成することを含むことを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１３】
両側壁と前記両側壁の間に配置される底面を有するチャンネルと、
前記チャンネルの底面の上面に取付けられる複数のＬＥＤモジュールと、を含み、
前記複数のＬＥＤモジュール夫々は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤが実装される回路基板と、前記回路基板の上面、側面及び底面を覆うモールディングカバーと、を含み、
前記モールディングカバーの底面には、前記回路基板の底面を露出させる放熱孔が形成され、
前記チャンネルの底面の上面には、前記放熱孔に挿入されて前記回路基板の底面に接する突出部が形成されることを特徴とするＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１４】
前記放熱孔は両側面が開放され、前記突出部は前記チャンネルの側壁と平行に長く形成され、前記一つの突出部に前記複数の放熱孔が挿入されることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１５】
前記突出部はブロック形状を有し、前記放熱孔は前記突出部の断面に対応する形状を有し、前記一つの突出部に前記放熱孔が一つずつ挿入されることを特徴とする請求項１４に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１６】
前記モールディングカバーは複数の辺からなる多角形の平面形状を有し、複数のコネクタを備えることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１７】
前記コネクタは、前記モールディングカバーの辺に備えられることを特徴とする請求項１６に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１８】
前記複数のＬＥＤモジュールは、
前記辺に設けられた前記コネクタ全てを活用するＬＥＤモジュールと、
前記全ての辺に設けられた前記コネクタのうち一部のコネクタのみを活用するＬＥＤモジュールと、を含むことを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１９】
前記夫々のＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤを覆うように前記回路基板の上面に形成された透光性封止材をさらに含み、
前記モールディングカバーは、前記封止材が形成された領域で前記封止材を露出させるキャビティを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項２０】
前記封止材は、中央のレンズ部とその周りの縁部とを含み、
前記モールディングカバーは、一部が前記縁部の上面と面対面で接するように形成されることを特徴とする請求項１９に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１】
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤが実装される回路基板と、
前記回路基板の上面、側面及び底面を覆うように成形されたモールディングカバーと、を含み、
前記モールディングカバーの底面には、前記回路基板の底面を露出させる放熱孔が形成されることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記放熱孔は、互いに対向する両側面が開放されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記モールディングカバーは、複数の辺からなる多角形の平面形状を有し、複数のコネクタを備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記コネクタは、前記モールディングカバーの辺に備えられることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記ＬＥＤを覆うように前記回路基板の上面に形成された透光性の封止材をさらに含み、
前記モールディングカバーには、前記封止材が形成される領域にキャビティが形成され、前記封止材は縁部を含み、前記モールディングカバーは前記縁部の上面に接するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
前記ＬＥＤを覆うように前記回路基板の上面に形成された透光性の封止材をさらに含み、
前記封止材は、中央のレンズ部とその周りの縁部とを含み、前記モールディングカバーは、一部が前記縁部の上面と面上面で接することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記回路基板には上下貫通型のピン孔が形成され、前記モールディングカバーの一部により前記ピン孔の一部が埋められることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
ＬＥＤを実装するための回路基板を準備し、
前記回路基板の上面、側面及び底面を覆って、前記回路基板の底面を露出させる放熱孔を有するモールディングカバーを形成すること、
を含むことを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記モールディングカバーを形成することは、
前記回路基板を金型のモールディング空間内に配置する回路基板配置段階と、
前記モールディング空間内でプラスチック樹脂を用いて前記モールディングカバーをモールディングするモールディングカバー成形段階と、を含み、
前記準備された回路基板は上下貫通型のピン孔を含み、前記回路基板配置段階は、先端部が前記ピン孔の一部に挿入されるピンを利用して前記回路基板を前記モールディング空間に保持する段階を含み、前記モールディングカバー成形段階は、前記プラスチック樹脂を前記ピンが達していない前記ピン孔の残り空間に満たす段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記ピンは、前記先端部の下側に前記先端部より広い面積の支持端部を含み、前記支持端部が前記回路基板の底面に接して前記回路基板を支持することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記モールディングカバーを形成することは、前記回路基板を金型のモールディング空間内に配置する回路基板配置段階と、
前記モールディング空間内でプラスチック樹脂を用いて前記モールディングカバーをモールディングするモールディングカバー成形段階と、を含み、
前記モールディングカバー成形段階は、前記モールディング空間の下部形状により、前記回路基板を外部に露出させる前記放熱孔を形成することを含むことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記モールディングカバー成形段階は、前記モールディング空間の上部形状により、前記ＬＥＤ実装領域の上側にＬＥＤを実装するためのキャビティを形成することを含むことを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１３】
両側壁と前記両側壁の間に配置される底面を有するチャンネルと、
前記チャンネルの底面の上面に取付けられる複数のＬＥＤモジュールと、を含み、
前記複数のＬＥＤモジュール夫々は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤが実装される回路基板と、前記回路基板の上面、側面及び底面を覆うモールディングカバーと、を含み、
前記モールディングカバーの底面には、前記回路基板の底面を露出させる放熱孔が形成され、
前記チャンネルの底面の上面には、前記放熱孔に挿入されて前記回路基板の底面に接する突出部が形成されることを特徴とするＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１４】
前記放熱孔は両側面が開放され、前記突出部は前記チャンネルの側壁と平行に長く形成され、前記一つの突出部に前記複数の放熱孔が挿入されることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１５】
前記突出部はブロック形状を有し、前記放熱孔は前記突出部の断面に対応する形状を有し、前記一つの突出部に前記放熱孔が一つずつ挿入されることを特徴とする請求項１４に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１６】
前記モールディングカバーは複数の辺からなる多角形の平面形状を有し、複数のコネクタを備えることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１７】
前記コネクタは、前記モールディングカバーの辺に備えられることを特徴とする請求項１６に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１８】
前記複数のＬＥＤモジュールは、
前記辺に設けられた前記コネクタ全てを活用するＬＥＤモジュールと、
前記全ての辺に設けられた前記コネクタのうち一部のコネクタのみを活用するＬＥＤモジュールと、を含むことを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項１９】
前記夫々のＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤを覆うように前記回路基板の上面に形成された透光性封止材をさらに含み、
前記モールディングカバーは、前記封止材が形成された領域で前記封止材を露出させるキャビティを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【請求項２０】
前記封止材は、中央のレンズ部とその周りの縁部とを含み、
前記モールディングカバーは、一部が前記縁部の上面と面対面で接するように形成されることを特徴とする請求項１９に記載のＬＥＤチャンネルレター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１９１１７５（Ｐ２０１２−１９１１７５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７９８６（Ｐ２０１２−１７９８６）
【出願日】平成２４年１月３１日（２０１２．１．３１）
【出願人】（５０７１９４９６９）ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド (66)
【住所又は居所原語表記】１４８−２９，Ｇａｓａｎ−ｄｏｎｇ，Ｇｅｕｍｃｈｅｏｎ−ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月３１日（２０１２．１．３１）
【出願人】（５０７１９４９６９）ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド (66)
【住所又は居所原語表記】１４８−２９，Ｇａｓａｎ−ｄｏｎｇ，Ｇｅｕｍｃｈｅｏｎ−ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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