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KR20080088140A - Heat-sink board and light emitting diode having the same - Google Patents

Heat-sink board and light emitting diode having the same Download PDF

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Publication number
KR20080088140A
KR20080088140A KR20070030630A KR20070030630A KR20080088140A KR 20080088140 A KR20080088140 A KR 20080088140A KR 20070030630 A KR20070030630 A KR 20070030630A KR 20070030630 A KR20070030630 A KR 20070030630A KR 20080088140 A KR20080088140 A KR 20080088140A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
base plate
emitting chip
heat
carbon composite
Prior art date
Application number
KR20070030630A
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Korean (ko)
Inventor
황웅준
류승렬
Original Assignee
서울반도체 주식회사
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.)
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Publication date
Application filed by 서울반도체 주식회사 filed Critical 서울반도체 주식회사
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Publication of KR20080088140A publication Critical patent/KR20080088140A/en

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Abstract

A heat-radiating substrate and a light emitting element including the same are provided to enhance heat-radiating performance by attaching or coating a carbon complex on a base plate. A heat-radiating substrate(100) includes a base plate(110) and a carbon complex(130). The carbon complex is attached or coated on one surface of the base plate. The carbon complex includes one of a carbon nano tube sheet, a carbon sheet, and a carbon paint. A heat-conducting coating layer is formed between the base plate and the carbon complex. A light emitting chip(240) is mounted on the other surface of the base plate. A heat slug is formed between the base plate and the light emitting chip.

Description

방열 기판과 이를 포함하는 발광소자{HEAT-SINK BOARD AND LIGHT EMITTING DIODE HAVING THE SAME}Heat dissipation substrate and light emitting device including the same {HEAT-SINK BOARD AND LIGHT EMITTING DIODE HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광소자의 개략 사시도.1 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 선 A-A에서 취한 개략 단면도.FIG. 2 is a schematic cross sectional view taken on line A-A in FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 발광소자의 개략 단면도.3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a modification of the first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광소자의 개략 사시도.4 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 도 4의 선 B-B에서 취한 개략 단면도.5 is a schematic cross-sectional view taken on the line B-B in FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100: 기판 110: 베이스판100: substrate 110: base plate

120: 열전도성 코팅층 130: 카본 복합체120: thermal conductive coating layer 130: carbon composite

140: 리드패턴 200: 히트 슬러그140: lead pattern 200: heat slug

220: 하우징 240: 발광칩220: housing 240: light emitting chip

260: 리드프레임 280: 배선260: lead frame 280: wiring

300: 몰딩부300: molding part

본 발명은 기판과 이를 포함한 발광소자에 관한 것으로, 특히 카본 복합체가 형성된 고효율의 방열 기판과 이를 포함한 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate and a light emitting device including the same, and more particularly, to a high-efficiency heat dissipation substrate having a carbon composite and a light emitting device including the same.

발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체의 P-N 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭한다. 상기와 같은 발광 다이오드를 이용한 발광소자는 기존의 전구 또는 형광등에 비하여 소모 전력이 작고 수명이 수 내지 수십배에 이르러, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 월등하다. 종래 기술에 따른 발광소자 패키지는 상기와 같은 발광 다이오드가 실장된 발광소자를 기판 상에 장착하여 사용하였다.A light emitting diode (LED) refers to a device that generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a P-N junction structure of a compound semiconductor, and emits predetermined light by recombination thereof. The light emitting device using the light emitting diode as described above has a small power consumption and a lifetime of several to several tens of times compared to a conventional light bulb or a fluorescent lamp, and is superior in terms of power consumption reduction and durability. In the light emitting device package according to the related art, the light emitting device in which the light emitting diode is mounted is mounted on the substrate.

하지만, 상기와 같은 발광 다이오드 즉, 발광칩의 기술이 점점 발달함에 따라 발광소자의 밝기 역시 점점 더 밝아지고 있다. 발광칩의 밝기는 전류에 비례하므로, 발광칩을 더 밝게 하기 위해서는 더 많은 전류를 필요로 한다. 그러나 별도의 방열구조가 형성되지 않은 종래기술에 따른 발광소자 패키지는 발광칩 동작 시 생성되는 열의 대부분을 기판을 통해 배출한다. 하지만, 발광칩으로 고출력인 파워칩과 같은 발광칩을 사용할 경우 기판만으로는 방열하기에는 기판의 면적에 한계가 있다. 즉, 고전류를 인가하면 할수록 발광칩은 더 많은 열을 발산하게 되고, 그에 따라 발광칩이 손상을 입게 되어 수명이 줄어드는 문제점이 있다.However, as the technology of the light emitting diodes, that is, the light emitting chips as described above, the brightness of the light emitting devices is also getting brighter. Since the brightness of the light emitting chip is proportional to the current, more current is required to make the light emitting chip brighter. However, the light emitting device package according to the related art, in which a separate heat dissipation structure is not formed, discharges most of the heat generated during the operation of the light emitting chip through the substrate. However, in the case of using a light emitting chip such as a high power power chip as the light emitting chip, there is a limit in the area of the substrate to radiate heat only by the substrate. That is, the higher the current is applied, the more the light emitting chip emits more heat, and thus there is a problem in that the light emitting chip is damaged and its life is reduced.

또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해 구리(Cu)와 같은 금속 비아 등을 기판에 결합시키고 있으나, 이러한 기판은 작업 공정이 번거로울 뿐만 아니라 구조가 매우 복잡하다. 더욱이, 이와 같은 구조를 갖는 기판은 탄소복합체가 가지는 열 분산(thermal spreading) 효과를 발휘할 수 없기 때문에 방열 성능에는 한계가 있다.In addition, in order to solve this problem, metal vias such as copper (Cu) are bonded to the substrate, but the substrate is not only a cumbersome work process but also a very complicated structure. Moreover, since the substrate having such a structure cannot exhibit the thermal spreading effect of the carbon composite material, the heat dissipation performance is limited.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구조를 가지며 쉽게 제작할 수 있는 고효율의 방열 기판과 이를 포함하는 발광소자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, to provide a high-efficiency heat dissipation substrate and a light emitting device including the same having a simple structure and can be easily manufactured.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 베이스판과, 상기 베이스판의 일면에 접착 또는 도포 형성된 탄소 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 기판을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a heat dissipation substrate comprising a base plate and a carbon composite bonded or coated to one surface of the base plate.

이때, 상기 탄소 복합체는 탄소 나노 튜브 시트, 탄소 시트, 탄소 도료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 베이스판과 탄소 복합체 사이에는 열전도성 코팅층이 형성될 수 있다.In this case, the carbon composite material may include at least one of a carbon nanotube sheet, a carbon sheet, and a carbon paint, and a thermally conductive coating layer may be formed between the base plate and the carbon composite material.

또한, 본 발명은 베이스판의 일면에 탄소 복합체가 접착 또는 도포 형성된 방열 기판과, 상기 베이스판의 타면에 실장된 발광칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자를 제공한다.The present invention also provides a light emitting device comprising a heat dissipation substrate on which one side of the base plate is bonded or coated with a carbon composite, and a light emitting chip mounted on the other side of the base plate.

이때, 상기 베이스판과 발광칩 사이에 구비된 히트 슬러그를 더 포함할 수 있으며, 상기 히트 슬러그와 베이스판 사이에도 카본 복합체가 형성될 수 있다.In this case, a heat slug provided between the base plate and the light emitting chip may be further included, and a carbon composite may also be formed between the heat slug and the base plate.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광소자의 개략 사시도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A에서 취한 개략 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 발광소자의 개략 단면도이다.1 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken on line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a view of a light emitting device according to a modification of the first embodiment of the present invention. It is a schematic cross section.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광소자는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스판(110)과 카본 복합체(130)를 구비한 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 실장된 발광칩(240)을 포함한다. 이때, 본 실시예에 따른 발광소자는 상기 발광칩(240)을 봉지하는 몰딩부(미도시)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the light emitting device according to the first exemplary embodiment of the present invention may include a substrate 100 having a base plate 110 and a carbon composite material 130, and on the substrate 100. It includes a light emitting chip 240 mounted. In this case, the light emitting device according to the present embodiment may further include a molding part (not shown) encapsulating the light emitting chip 240.

상기 기판(100)은 발광칩(240)을 지지하고 발광칩(240)에서 생성된 열을 외부로 빠르게 배출하기 위한 것으로서, 베이스판(110)과, 베이스판(110)의 일면에 형성된 카본 복합체(130)를 포함한다.The substrate 100 supports the light emitting chip 240 and quickly discharges heat generated by the light emitting chip 240 to the outside. The base plate 110 and the carbon composite formed on one surface of the base plate 110 are provided. 130.

상기 베이스판(110)은 발광칩(240)을 지지하고 전원을 인가하기 위한 것으로서, 이러한 베이스판(110)에는 발광칩(240)에 외부전원을 인가하기 위한 리드패턴(140)이 형성될 수 있으며, 상기 리드패턴(140)은 소정의 배선(280)에 의해 발광칩(240)의 전극과 연결될 수 있다. 이러한 베이스판(110)으로 FR4, 금속 심 인쇄 회로 기판(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB), BT-Resin 등을 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 FR4 재질의 기판을 사용하기로 한다.The base plate 110 is for supporting the light emitting chip 240 and applying power, and the base plate 110 may have a lead pattern 140 for applying external power to the light emitting chip 240. The lead pattern 140 may be connected to the electrode of the light emitting chip 240 by a predetermined wiring 280. FR4, a metal core printed circuit board (MCPCB), BT-Resin, or the like may be used as the base plate 110. In the present embodiment, a substrate made of FR4 is used.

물론, 상기 베이스판(110)은 기판 형태의 하우징일 수도 있다. 즉, 폴리프탈아미드(Polyphthalamid; PPA) 또는 액정 고분자 수지(Liquid Crystal Polymer; LCP) 등과 같은 수지로 제작된 기판 형태의 하우징을 베이스판(110)으로 사용할 수도 있다.Of course, the base plate 110 may be a housing in the form of a substrate. That is, the base plate 110 may be a housing in the form of a substrate made of a resin such as polyphthalamid (PPA) or liquid crystal polymer (LCP).

상기 카본 복합체(130)는 발광칩(240)에서 베이스판(110)에 전달된 열을 외부로 빠르게 배출하기 위한 것으로서, 상기 베이스판(110)의 일면에 형성된다. 물론, 상기 카본 복합체(130)는 베이스판(100)의 일면과 발광칩(240)과 베이스판(110) 사이에 각각 형성될 수도 있다. 이때, 상기 카본 복합체(130)는 시트의 형태로 제작된 탄소 나노 튜브 시트 또는 탄소 시트를 사용할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 카본 복합체(130)는 소정의 도료에 카본 분말이 혼합된 도료 형태일 수도 있다. 이때, 시트 형태의 카본 복합체(130)는 베이스판(110)의 일면에 접착부재(미도시)를 이용해 접착될 수 있으며, 도료 형태의 카본 복합체(130)는 도포 또는 분사 등의 방법으로 베이스판(110)의 일면에 형성될 수 있다. 또한, 카본 복합 시트에 카본 복합체(CNT)을 얇게 도포함으로서 대류 열전달계수(heat transfer coefficient)를 향상시켜 방열 성능을 극대화 할 수 있다.The carbon composite 130 is for quickly discharging heat transferred from the light emitting chip 240 to the base plate 110 to the outside, and is formed on one surface of the base plate 110. Of course, the carbon composite 130 may be formed between one surface of the base plate 100 and the light emitting chip 240 and the base plate 110, respectively. In this case, the carbon composite 130 may use a carbon nanotube sheet or a carbon sheet manufactured in the form of a sheet. However, the present invention is not limited thereto, and the carbon composite material 130 may be in the form of a paint in which carbon powder is mixed with a predetermined paint. In this case, the carbon composite sheet 130 in the form of a sheet may be bonded to one surface of the base plate 110 using an adhesive member (not shown), and the carbon composite sheet 130 in the form of paint may be coated or sprayed on the base plate. It may be formed on one surface of the (110). In addition, by incorporating a thin carbon composite (CNT) in the carbon composite sheet to improve the heat transfer coefficient (heat transfer coefficient) can be maximized heat dissipation performance.

표 1은 카본 복합체를 형성하지 않은 종래기술에 따른 발광소자와 본 실시예에 따른 발광소자의 동작 시 발생되는 열의 최대값을 측정한 것이다. 이때, 종래 기술에 따른 발광소자는 기판으로 FR4 기판을 사용하였고, 본 실시예에 따른 발광소자는 베이스판으로 FR4 베이스판을 사용하였으며, 발광칩은 1W의 발광칩을 사용 하였다. 또한, 발광소자에서 발생되는 열의 최대값을 측정할 때 주위온도는 실온(약 섭씨 25도)에서 측정하였으며, 발광소자의 최고온도(Tmax)는 발광칩에서 직접 측정한 발광칩 정션온도값이다.Table 1 measures the maximum value of the heat generated during operation of the light emitting device according to the prior art and the light emitting device according to the present embodiment does not form a carbon composite. In this case, the light emitting device according to the prior art used a FR4 substrate as a substrate, the light emitting device according to the present embodiment used a FR4 base plate as a base plate, the light emitting chip used a light emitting chip of 1W. In addition, when measuring the maximum value of the heat generated by the light emitting device, the ambient temperature was measured at room temperature (about 25 degrees Celsius), the maximum temperature (Tmax) of the light emitting device is a light emitting chip junction temperature value measured directly from the light emitting chip.

< 표 1 ><Table 1>

구 분division Tmax(℃)Tmax (℃) 발광칩Light emitting chip 150150 발광칩 + FR4Light emitting chip + FR4 138138 발광칩 + FR4 + 카본 복합체Light Emitting Chip + FR4 + Carbon Composite 73.573.5

표 1을 참조하면, 기판을 사용하지 않고 발광칩만을 구동 했을 경우, 발광칩 정션온도가 섭씨 150도가 된다. 이러한 발광칩을 종래 기술과 같이 FR4 기판에 실장할 경우, 발광칩의 최고온도는 섭씨 138도가 되며, 본 발명과 같이 발광칩을 카본 복합체가 형성된 FR4 기판에 실장할 경우, 발광칩의 최고온도가 섭씨 73.5도가 된다. 따라서, 동일한 FR4 기판을 사용했을 때 카본 복합체가 형성된 본 발명은 발광칩의 최고온도가 종래 기술에 따른 발광소자보다 섭씨 64.5도가 낮은 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, when only the light emitting chip is driven without using the substrate, the light emitting chip junction temperature is 150 degrees Celsius. When such a light emitting chip is mounted on an FR4 substrate as in the prior art, the maximum temperature of the light emitting chip is 138 degrees Celsius, and when the light emitting chip is mounted on an FR4 substrate having a carbon composite, the maximum temperature of the light emitting chip is It is 73.5 degrees Celsius. Thus, when the same FR4 substrate is used, the present invention in which the carbon composite is formed shows that the maximum temperature of the light emitting chip is 64.5 degrees Celsius lower than that of the light emitting device according to the prior art.

이와 같이 본 발명에 따른 발광소자는 카본 복합체(130)가 형성된 기판(100)을 사용하여 발광칩(240)에서 생성된 열을 보다 빠르게 외부로 배출할 수 있으며, 이로 인해 고출력의 발광소자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발광소자는 별도의 베이스판(110) 가공 없이 베이스판(110)의 일면에 카본 복합체(130)를 형성하므로 구조가 복잡하지 않아 제조공정이 간단하다.As described above, the light emitting device according to the present invention can quickly discharge heat generated from the light emitting chip 240 to the outside using the substrate 100 on which the carbon composite 130 is formed, thereby providing a high output light emitting device. can do. In addition, the light emitting device according to the present invention forms a carbon composite 130 on one surface of the base plate 110 without processing the base plate 110, so the structure is not complicated and the manufacturing process is simple.

본 실시예에서는 단일층의 베이스판을 예로하여 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 베이스판은 두층 이상의 다중층일 수도 있다. 즉, 베이스판의 일면과 타면에 리드패턴이 형성된 양면 기판을 베이스판으로 사용할 수 있으며, 그 이상의 다중층으로 형성된 기판을 베이스판으로 사용할 수도 있다.In this embodiment, the base plate of a single layer has been described as an example, but is not limited thereto. The base plate may be a multilayer of two or more layers. That is, a double-sided substrate having lead patterns formed on one surface and the other surface of the base plate may be used as the base plate, and a substrate formed of multiple layers or more may be used as the base plate.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이 베이스판(110)으로 두층 이상의 다중층의 기판(100)을 사용할 경우 베이스판(110)과 카본 복합체(130) 사이에 절연과 리드패턴의 산화방지 및 베이스판(110)과 카본 복합체(130)의 접합특성을 향상시키기 위해 열전도성 코팅층 예를 들어, 세라믹 코팅층 등을 형성하는 것이 효과적이다. 물론, 이러한 열전도성 코팅층은 단일층의 베이스판을 사용할 때도 접합특성의 향상을 위해 형성할 수도 있다.In this case, as shown in FIG. 3, when the substrate 100 having two or more layers is used as the base plate 110, the insulation and the lead pattern are prevented from being oxidized between the base plate 110 and the carbon composite 130 and the base plate. In order to improve the bonding property of the 110 and the carbon composite 130, it is effective to form a thermally conductive coating layer, for example, a ceramic coating layer. Of course, such a thermally conductive coating layer may be formed to improve the bonding properties even when using a single base plate.

한편, 상기 발광칩(240)은 p-n 접합구조를 가지는 화합물 반도체 적층구조로서 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합에 의하여 발광되는 현상을 이용한다. 상기 발광칩(240)은 제 1 및 제 2 반도체층(미도시)과 상기 제 1 및 제 2 반도체층 사이에 형성된 활성층(미도시)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제 1 반도체층을 P형 반도체층으로하고, 제 2 반도체층을 N형 반도체층으로 한다. 또한, 상기 발광칩(240)의 상부 일측 즉, P형 반도체층의 일면에는 P형 전극(미도시)이 형성되고, 발광칩(240)의 상부 타측 즉, N형 반도체층의 일면에는 N형 전극(미도시)이 형성된다. 이때, 상기 N형 전극과 P형 전극은 제 1 및 제 2 리드패턴(140a, 140b)을 포함하는 리드패턴(140)에 접속되며, 상기 N형 전극은 제 1 리드패턴(140a)에 접하고, 상기 P형 전극은 배선(280)에 의해 제 2 리드패턴(140b)에 전 기적으로 연결될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 발광칩(240)은 상기와 같은 수평형 발광칩(240) 외에 수직형 발광칩을 사용할 수 있으며, 가시광 또는 자외선 등을 발광하는 다양한 종류의 발광칩을 사용할 수 있다. 물론, 이와 같은 발광칩을 특정 파장의 광으로 변환하기 위한 형광체를 사용할 수도 있다. 한편, 본 실시예에서는 상기 발광칩(240)이 제 1 리드패턴(140) 상에 실장된 것을 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광칩(240)은 제 2 리드패턴(140) 상에 실장될 수도 있다. 물론, 상기 발광칩(240)은 베이스판(110) 상에 실장되고 상기 발광칩(240)과 제 1 및 제 2 리드패턴을 두 개의 배선으로 연결할 수도 있다.Meanwhile, the light emitting chip 240 uses a phenomenon in which the light emitting chip 240 emits light by recombination of minority carriers (electrons or holes) as a compound semiconductor stacked structure having a p-n junction structure. The light emitting chip 240 may include first and second semiconductor layers (not shown) and active layers (not shown) formed between the first and second semiconductor layers. In this embodiment, the first semiconductor layer is a P-type semiconductor layer, and the second semiconductor layer is an N-type semiconductor layer. In addition, a P-type electrode (not shown) is formed on one side of the upper surface of the light emitting chip 240, that is, a P-type semiconductor layer, and an N-type surface on the other side of the upper surface of the light emitting chip 240, that is, an N-type semiconductor layer. An electrode (not shown) is formed. In this case, the N-type electrode and the P-type electrode are connected to the lead pattern 140 including the first and second lead patterns 140a and 140b, and the N-type electrode is in contact with the first lead pattern 140a, The P-type electrode may be electrically connected to the second lead pattern 140b by the wiring 280. However, the present invention is not limited thereto, and the light emitting chip 240 according to the present invention may use a vertical light emitting chip in addition to the horizontal light emitting chip 240 as described above, and may use various types of light emitting chips emitting visible light or ultraviolet light. Can be used. Of course, it is also possible to use a phosphor for converting such a light emitting chip into light of a specific wavelength. Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the light emitting chip 240 is mounted on the first lead pattern 140 as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the light emitting chip 240 includes the second lead pattern 140. It may also be mounted on the top. Of course, the light emitting chip 240 may be mounted on the base plate 110 to connect the light emitting chip 240 and the first and second lead patterns with two wires.

상기 배선(280)은 발광칩(240)과 제 2 리드패턴(140b)을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 와이어 접합 공정 등의 공정을 통해 금(Au) 또는 알루미늄(Al) 등으로 형성될 수 있다.The wire 280 is for electrically connecting the light emitting chip 240 and the second lead pattern 140b and may be formed of gold (Au), aluminum (Al), or the like through a process such as a wire bonding process. .

상기 몰딩부는 발광칩(240)을 봉지하고 상기 발광칩(240)과 연결된 배선(280)을 고정시키기 위한 것으로서, 이러한 몰딩부는 발광칩(240)에서 방출된 광을 외부로 투과시켜야 하므로 통상 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등과 같은 투명수지로 형성될 수 있다.The molding part encapsulates the light emitting chip 240 and fixes the wiring 280 connected to the light emitting chip 240. Since the molding part transmits the light emitted from the light emitting chip 240 to the outside, an epoxy resin is usually used. Or it may be formed of a transparent resin such as silicone resin.

또한, 본 발명에 따른 발광소자는 상기 몰딩부 내부에 상기 발광칩(240)으로부터 방출된 광을 산란에 의해 확산시킴으로써 균일하게 발광시키는 확산제(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 확산제로는 티탄산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화규소 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 몰딩부 내부에는 형광체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 형광체는 발광칩(240)으로 부터 발광된 광의 일부를 흡수하여 흡수된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 것으로서, 임자결정(Host Lattice)의 적절한 위치에 불순물이 혼입된 활성이온으로 구성된다. 상기 활성이온들의 역할은 발광과정에 관여하는 에너지 준위를 결정함으로써 발광색을 결정하며, 그 발광색은 결정구조 내에서 활성이온이 갖는 기저상태와 여기 상태의 에너지 차(Energy Gap)에 의해 결정된다.In addition, the light emitting device according to the present invention may further include a diffusion agent (not shown) to uniformly emit light by diffusing light emitted from the light emitting chip 240 by scattering in the molding part. As the diffusion agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, or the like may be used. In addition, the molding unit may further include a phosphor (not shown). The phosphor absorbs a part of the light emitted from the light emitting chip 240 and emits light having a wavelength different from that of the absorbed light. The phosphor is composed of active ions in which impurities are mixed at appropriate positions of the host crystal. The role of the active ions determines the emission color by determining the energy level involved in the emission process, the emission color is determined by the energy gap between the ground state and the excited state of the active ion in the crystal structure.

다음은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광소자에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술한 본 발명의 제 1 실시예의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.Next, a light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Duplicated descriptions of the first embodiment of the present invention described above will be omitted or briefly described.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광소자의 개략 사시도이고, 도 5는 도 4의 선 B-B에서 취한 개략 단면도이다.4 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken on line B-B of FIG. 4.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광소자는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스판(110)과 카본 복합체(130)를 구비한 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 형성된 히트 슬러그(200)와, 상기 히트 슬러그(200) 상에 실장된 발광칩(240)을 포함한다. 이때, 본 실시예에 따른 발광소자는 상기 히트 슬러그(200)의 주연부에 장착된 하우징(220)과, 발광칩(240)을 봉지하는 몰딩부(300)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 기판(100)은 리드패턴(미도시)이 형성되며, 이러한 리드패턴과 발광칩(240)은 리드프레임(260)과 배선(280)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the light emitting device according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 100 having a base plate 110 and a carbon composite material 130, and on the substrate 100. The formed heat slug 200 and the light emitting chip 240 mounted on the heat slug 200 are included. In this case, the light emitting device according to the present embodiment may further include a housing 220 mounted on the periphery of the heat slug 200 and a molding part 300 encapsulating the light emitting chip 240. In addition, a lead pattern (not shown) is formed on the substrate 100 according to the present embodiment, and the lead pattern and the light emitting chip 240 may be electrically connected by the lead frame 260 and the wiring 280.

상기 히트 슬러그(200)는 발광칩(240)에서 생성된 열을 흡수하여 기판(100) 으로 전달하기 위한 것으로서, 열전달율이 높은 재질 예를 들어, 금속 재질을 사용할 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 히트 슬러그(200)는 원기둥형상이고, 그 측면에는 외주연을 따라 홈이 형성되어 그 외부에 장착된 하우징(220)이 히트 슬러그(200)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다. 이러한 히트 슬러그(200)의 전체적인 형상은 원기둥 형상에 한정되지 않고 타원기둥, 다각기둥 등 다양한 형상일 수 있다. 이때, 상기 히트 슬러그(200)는 발광칩(240)과 베이스판(110)에 접촉하는 면적이 발광칩(240)이 실장면보다 넓은 것이 효과적이다.The heat slug 200 absorbs heat generated from the light emitting chip 240 and transmits the heat slug to the substrate 100. The heat slug 200 may use a material having a high heat transfer rate, for example, a metal material. The heat slug 200 according to the present embodiment has a cylindrical shape, and grooves are formed along the outer circumference thereof so that the housing 220 mounted on the outside thereof may be firmly fixed to the heat slug 200. . The overall shape of the heat slug 200 is not limited to a cylindrical shape but may have various shapes such as an elliptic cylinder and a polygonal pillar. At this time, the heat slug 200 is effective that the light emitting chip 240 has a larger area than the mounting surface in contact with the light emitting chip 240 and the base plate 110.

상기 기판(100)은 일면에 형성된 히트 슬러그(200)를 지지하고 발광칩(240)에서 생성되어 히트 슬러그(200)로 전달된 열을 빠르게 외부로 전달하기 위한 것으로서, 베이스판(110)과, 베이스판(110)에 형성된 카본 복합체(130)를 포함한다.The substrate 100 supports the heat slug 200 formed on one surface and rapidly transfers heat generated by the light emitting chip 240 and transferred to the heat slug 200 to the outside, the base plate 110, It includes a carbon composite 130 formed on the base plate 110.

상기 카본 복합체(130)는 발광칩(240)에서 베이스판(110)에 전달된 열을 외부로 빠르게 배출하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 히트 슬러그(200)와 베이스판(110) 사이에 형성된 제 1 카본 복합체(130a)와 제 1 카본 복합체(130)와 대향하는 베이스판(110) 면에 형성된 제 2 카본 복합체(130b)를 포함한다.The carbon composite 130 is for quickly discharging heat transferred from the light emitting chip 240 to the base plate 110 to the outside. In this embodiment, the carbon composite 130 is formed between the heat slug 200 and the base plate 110. The first carbon composite material 130a and the second carbon composite material 130b formed on the surface of the base plate 110 facing the first carbon composite material 130 are included.

본 실시예에 따른 발광소자는 발광칩(240)과 제 1 카본 복합체(130a) 사이에 히트 슬러그(200)를 구비하여, 발광칩(240)에서 생성된 열이 발광칩(240)보다 방열 면적이 넓은 히트 슬러그(200)에 전달되도록 한다. 또한, 이와 같이 방열 면적이 넓은 히트 슬러그(200)는 제 1 카본 복합체(130a)에 더욱 많은 열을 전달할 수 있으며, 제 1 카본 복합체(130a)에 전달된 열은 베이스판(110)과 제 2 카본 복합체(130b)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 상기 제 1 카본 복합체(130a)는 생략될 수도 있다.The light emitting device according to the present embodiment includes a heat slug 200 between the light emitting chip 240 and the first carbon composite material 130a so that heat generated from the light emitting chip 240 has a heat dissipation area than that of the light emitting chip 240. To be transferred to this wide heat slug 200. In addition, the heat slug 200 having a large heat dissipation area may transmit more heat to the first carbon composite material 130a, and the heat transferred to the first carbon composite material 130a may be the base plate 110 and the second material. It is discharged to the outside through the carbon composite (130b). In this case, the first carbon composite material 130a may be omitted.

상기 하우징(220)은 리드프레임(260)을 고정하기 위한 것으로서, 히트 슬러그(200)의 외주연에 장착될 수 있다. 이때, 상기 하우징(220)의 측면에는 개구부가 형성되며, 이러한 개구부에 리드프레임(260)이 장착되어 고정될 수 있다.The housing 220 is for fixing the lead frame 260, and may be mounted on an outer circumference of the heat slug 200. In this case, an opening is formed at a side of the housing 220, and the lead frame 260 may be mounted and fixed to the opening.

또한, 상기 하우징(300)은 열전도율이 높은 물질, 예를 들어, 액정 고분자 수지(Liquid Crystal Polymer, LCP), 열 가소성 폴리 이미드(Thermoplastic Poly Imide, TPI), 폴리 에테르 이미드(Poly Ether Imide, PEI), 폴리 에테르 설폰(Poly Ether Sulfone, PES), 폴리 설폰(Poly Sulphone, PSU), 폴리아미드 6T(Poly Amide 6T, PA6T), 열전도성 액정 고분자 수지(Thermally Conductive Liquid Crystal Polymer, TCLCP) 등을 사용할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 물질 외에도 리드프레임(260)을 고정시킬 수 있을 정도의 강도를 가지며 발광칩(240)에서 생성된 열을 외부로 빠르게 배출 할 수 있도록 열전도율이 높은 물질이라면 어떠한 물질이라도 사용이 가능하다. 물론, 상기 하우징(300)은 발광칩(240)에서 생성된 열이 직접적으로 전달외어 온도가 높은 히트 슬러그(200)에 의해 사용자가 화상을 입지 않도록 열전도율이 낮은 물질을 이용할 수도 있다.In addition, the housing 300 is a material having high thermal conductivity, for example, liquid crystal polymer (LCP), thermoplastic polyimide (TPI), polyether imide (Poly Ether Imide) PEI), Poly Ether Sulfone (PES), Poly Sulphone (PSU), Polyamide 6T (PA6T), Thermally Conductive Liquid Crystal Polymer (TCLCP) Can be used. However, the material is not limited thereto, and any material may be used as long as it has a strength sufficient to fix the lead frame 260 and has a high thermal conductivity so as to quickly discharge heat generated from the light emitting chip 240 to the outside. Can be used. Of course, the housing 300 may use a material having a low thermal conductivity so that the user is not burned by the heat slug 200 having a high temperature because the heat generated by the light emitting chip 240 is directly transmitted.

상기 리드프레임(260)은 발광칩(240)에 외부 전원을 인가하기 위한 것으로서, 하우징(220)의 일측 개구부에 삽입 고정된 제 1 리드프레임(260a)과, 하우징(220)의 타측 개구부에 삽입 고정된 제 2 리드프레임(260b)을 포함한다. 이때, 상기 제 1 리드프레임(260a)과 제 2 리드프레임(260b)은 각각의 일측이 발광칩(240)과 배선(280)으로 연결되며 타측이 베이스판(110)에 형성된 리드패턴(140) 과 솔더링 등의 방법으로 접속되어 고정될 수 있다.The lead frame 260 is for applying external power to the light emitting chip 240, and is inserted into and fixed to the first lead frame 260a inserted into one opening of the housing 220 and the other opening of the housing 220. A fixed second lead frame 260b is included. At this time, each of the first lead frame 260a and the second lead frame 260b is connected to the light emitting chip 240 and the wiring 280 and the lead pattern 140 formed on the other side of the base plate 110. And can be connected and fixed by soldering or the like.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 발광소자는 발광칩(240)과 베이스판(110) 사이에 방열 면적이 넓은 히트 슬러그(200)를 구비하여 방열 성능을 더욱 높일 수 있다. 또한, 히드 슬러그(200)와 베이스판(110) 사이에 카본 복합체를 형성하여 방열 성능을 극대화 할 수 있다.As described above, the light emitting device according to the present exemplary embodiment may further include a heat slug 200 having a large heat dissipation area between the light emitting chip 240 and the base plate 110 to further increase heat dissipation performance. In addition, by forming a carbon composite between the heat slug 200 and the base plate 110 can maximize the heat dissipation performance.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit of the invention described in the claims below. I can understand.

예를 들어, 도시된 실시예에서는 기판 또는 기판 형태의 하우징 일면에 카본 복합체가 형성된 기판을 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 카본 복합체가 형성될 수 있는 모든 기판과, 이러한 카본 복합체가 형성된 기판을 사용할 수 있는 모든 발광소자, 예를 들어, 다수의 발광칩이 어레이된 백라이트 유닛용 발광소자 등에 적용될 수 있다.For example, in the illustrated embodiment, a substrate or a substrate in which a carbon composite is formed on one surface of a housing in the form of a substrate has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited thereto. It can be applied to all light emitting devices that can use the substrate on which the composite is formed, for example, a light emitting device for a backlight unit in which a plurality of light emitting chips are arranged.

상술한 바와 같이 본 발명은 베이스판에 카본 복합체를 부착 또는 도포 형성하여 간단한 구조를 가지며 쉽게 제작할 수 있는 고효율의 방열 기판과 이를 포함하는 발광소자를 제공할 수 있다.As described above, the present invention can provide a high-efficiency heat dissipation substrate and a light emitting device including the same, which can be easily manufactured by attaching or coating a carbon composite to a base plate.

Claims (6)

베이스판과,With base plate, 상기 베이스판의 일면에 접착 또는 도포 형성된 탄소 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 기판.A heat radiation substrate comprising a carbon composite bonded or coated on one surface of the base plate. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 탄소 복합체는 탄소 나노 튜브 시트, 탄소 시트, 탄소 도료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 기판.The carbon composite material is a heat radiation substrate comprising at least one of carbon nanotube sheet, carbon sheet, carbon coating. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 베이스판과 탄소 복합체 사이에 형성된 열전도성 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 기판.A heat dissipation substrate further comprising a thermally conductive coating layer formed between the base plate and the carbon composite. 베이스판의 일면에 탄소 복합체가 접착 또는 도포 형성된 방열 기판과,A heat radiation substrate having a carbon composite bonded or coated to one surface of the base plate, 상기 베이스판의 타면에 실장된 발광칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.Light emitting device comprising a light emitting chip mounted on the other surface of the base plate. 청구항 4 있어서,The method according to claim 4, 상기 베이스판과 발광칩 사이에 구비된 히트 슬러그를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 발광소자.Light emitting element further comprises a heat slug provided between the base plate and the light emitting chip. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 히트 슬러그와 베이스판 사이에 형성된 카본 복합체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.Light emitting device further comprises a carbon composite formed between the heat slug and the base plate.
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