KR20170022425A - 전자부품 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 전자부품 구동 장치, 및 전자부품 구동 장치가 삽입된 바닥 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 전자부품 구동 장치는 전자부품; 및 상기 전자부품이 실장되고 상기 전자부품에 형성된 단자와 연결을 위한 회로선이 형성된 회로 기판을 포함할 수 있다. 특히, 상기 회로선 중 상기 단자와 연결되는 부분은 상기 회로 기판에 실장된 LED 소자가 상기 기판 방향으로 수직하게 투영된 경우에 생기는 도형의 외곽 테두리 내부에만 존재하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자부품 구동 장치{DEVICE FOR DRIVING ELECTRONIC PART}
본 발명은 전자부품 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자부품 구동 장치는 회로선이 형성된 회로 기판 위에 전자부품을 실장하고 있다. 전자부품 구동 장치의 일례로 엘이디 전광판이 있다.
광고용 엘이디 전광판은 발광다이오드를 매트릭스 형태로 배열하여 문자나 도형 등을 출력하는 화상표시장치의 일종으로 건물 등의 외벽 또는 내부 등에 설치되어 문자, 도형, 이미지, 동영상 등 다양한 정보를 제공하는 광고수단의 일종이다. 관련된 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제10-2011-0133737호가 있다.
최근에는 다양한 목적을 위해 전자부품이 실장되는 기판을 플렉서블(flexible) 기판으로 제조하여 전체적인 전자부품 구동 장치를 플렉서블 한 장치로 구현하는 기술이 연구되고 있다.
그러나 플렉서블 한 기판을 사용할 경우, 구겨지는 부위에 크랙이 발생되는 현상이 종종 나타난다.
따라서 크랙 발생이 나타나지 않는 전자부품 구동 장치에 대한 연구가 필요한 실정이다.
한편, 최근에는 전자부품 구동 장치의 응용으로 상기 구동 장치(예: 엘이디 구동 장치)가 삽입된 바닥 구조물에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 크랙이 발생되지 않도록 회로선이 배선된 전자부품 구동 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 유체가 통과할 수 있는 통로가 형성된, 전자부품 구동 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 전자부품; 및 상기 전자부품이 실장되고 상기 전자부품에 형성된 단자와 연결을 위한 회로선이 형성된 회로 기판을 포함하되, 상기 회로선 중 상기 단자와 연결되는 부분은 상기 회로 기판에 실장된 LED 소자가 상기 기판 방향으로 수직하게 투영된 경우에 생기는 도형의 외곽 테두리 내부에만 존재하는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치가 개시된다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 홀이 형성된 기판; 상기 기판에서 상기 홀이 형성되지 않은 영역 위에 실장된 전자부품; 상기 전자부품이 실장된 기판을 덮는 제1커버 필름; 상기 전자부품의 상면을 덮는 제2커버; 및 상기 제1커버와 제2커버 사이에 채워진 접착 충진제를 포함하되, 상기 기판에 형성된 홀을 통해 유체가 흐를 수 있도록 상기 홀의 수직 상하 영역은 통수구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치가 개시된다.
본 발명의 일실시예에 의한 전자부품 구동 장치는 적절한 위치에 회로선을 형성하여, 크랙 발생을 줄일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 전자부품 구동 장치가 삽입된 바닥 구조물은 유체를 흐를 수 있는 통로를 마련하여 특정 바닥면에서도 전자부품 구동장치를 효과적으로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 구동 장치의 회로 배선도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 소자를 회로 기판에 실장하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 종래의 LED 구동 장치의 회로 설계 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래 LED 구동 장치에서 LED 소자를 회로 기판에 실장하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 구동 장치의 제작 방법을 나타내기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일실시예와 관련된 전자부품 구동 장치에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 전자부품이라 함은 전자 회로를 구성하기 위해 사용되는 부품으로, LED 소자, 저항기, 콘덴서, 다이오드, IC 칩 및 RF 칩, 트랜지스터 등을 포함할 수 있다.
이하, 실시예에서는 LED 소자를 전자부품의 예로 설명하도록 하겠다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 구동 장치의 회로 배선도를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 소자를 회로 기판에 실장하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도시된 바와 같이, LED 구동 장치(100)는 LED 소자(230), 회로 기판(200), 지지대(160)를 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(200)은 플렉서블(flexible) 한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 회로 기판(200)은 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 회로 기판(200)은 상면과 하면 모두에 회로선 형성이 가능한 양면 PCB를 포함할 수 있다. 양면 PCB를 회로 기판으로 사용할 경우, 제조 단가를 줄이고, 회로선 배치 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 상기 회로 기판(200) 위에 회로선이 형성되고, LED 소자(110)가 실장된 상태를 나타낸다. 이하, 실시예에서는 양면 PCB가 회로 기판(200)으로 사용된 예를 설명하기로 한다. LED 소자(110)는 회로 기판(200)의 상면에 실장된다.
참조부호 A는 Anode(양극)을 나타내고, R은 RED LED 연결 단자를 나타내고, G는 GREEN LED 연결 단자를 나타내고, B는 BLUE LED 연결 단자를 나타낸다.
참조부호 110은 LED 소자(230)가 회로 기판(200) 상면에 실장된 경우, LED 소자(230)가 상기 회로 기판(230) 방향으로 수직하게 투영된 경우에 생기는 도형의 외곽 테두리를 나타내는 외곽선이다.
참조부호 120은 상면에 형성된 동박으로 회로선을 나타내고, 상기 회로선(120)은 각 LED 소자의 A가 연결될 수 있다.
참조부호 130은 하면에 형성된 동박으로 회로선을 나타내고, 상기 회로선(130)은 각 LED 소자의 R, G, B가 각각 연결될 수 있다. 따라서 R, G, B가 각각 연결되기 위해서는 회로선이 3개(R 연결 회로선, G 연결 회로선, B 연결 회로선) 필요하다.
참조부호 140은 LED 소자(230)를 납땜하기 위해 납을 칠하는 영역이다. 140 영역은 LED 소자(230)의 단자가 위치하는 영역이 될 수 있다.
참조부호 150은 쓰루(Thru) 홀로서, 회로 기판(200)의 상면에 형성된 회로와 하면에 형성된 회로를 전기적으로 이어주는 드릴 홀이다. 쓰루 홀(150) 내부는 동으로 도금되어 있다.
상기 회로 기판(200) 상면에 형성된 회로선(120)은 상기 외곽선(110) 내부에서 연장되도록 배선된다. 즉, 상기 회로선(120) 중 상기 단자(A)와 연결되는 부분은 상기 외곽선(110) 외부에는 존재하지 않고, 내부에만 존재한다. 상기와 같이 회로선(120)을 배선함으로써, 크랙 발생을 줄일 수 있다. 크랙 발생 원인에 대해서는 후술하도록 하겠다.
만약, LED 소자(110)가 실장되는 회로 기판(200) 상면에 회로선(120) 외에 3개 회로선(130)이 형성된다면, 4개의 회로선(120 및 130) 중 상기 단자(A)와 연결되는 부분 및 R, G, B 단자와 연결되는 부분은 상기 외곽선(110) 외부에는 존재하지 않고, 내부에만 존재할 수 있다.
참조부호 115는 회로 기판(200)에서 회로선이 형성된 영역 및 LED 소자(110)가 실장되는 영역을 제외한 불필요한 영역으로, 제거되는 영역이다. 상기 제거되는 영역(115)이 회로 기판(200)에 형성된 홀이다.
도 1과 같이 회로선이 회로 기판(200) 위에 배선되면, 도 2와 같은 방식으로 LED 소자(110)가 회로 기판(200) 위에 실장될 수 있다.
먼저, 회로 기판(200)의 상면 및 하면에 회로선을 형성하고, 상기 회로선에 대응되게 단자 패드(210)를 형성시킨다(S210).
상기 회로 기판(200)의 상면에 형성된 단자 패드(210)에 납(220)을 도포한다(S220).
그리고 납(220)이 도포된 영역 위에 LED 소자(230)를 실장한다(S230). 이 경우, 회로 기판(200)의 상면에 형성된 단자 패드(210)는 LED 소자(230)의 외곽 테두리 내에 형성되어 있다. 이는 도 1에서 설명한 바와 같이, 회로 기판(200)의 상면에 형성된 회로선(120) 중 단자(A)와 연결되는 부분이 상기 외곽선(110) 외부에는 존재하지 않고, 내부에만 존재하기 때문이다.
그리고, 납(220)을 고온에서 녹여서 LED 소자(230)에 붙임으로써, LED 소자(230)가 회로 기판(200) 상면에 고정될 수 있다(S240). 이 경우, 회로 기판(200) 상면에 LED 소자(230)를 외부 충격으로 보호하기 위해 지지대(160)가 더 형성될 수 있다. 지지대(160)는 LED 소자(230)의 두께 이상의 높이를 가질 수 있다. 상기 지지대(160)는 LED 소자(230) 주변에 LED 소자(230) 1개 당 1개 이상이 형성될 수 있다. 상기 지지대(160)는 고강도 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 고강도 물질에는 황동, 인청동, 스테인리스(SUS, 서스), 니켈도금된 강철 등이 있을 수 있다.
도 3은 종래의 LED 구동 장치의 회로 설계 상태를 나타내는 도면이다.
도 3(a)는 종래의 LED 구동 장치의 회로 설계 도면이고, 도 3(b) 회로선이 크랙이 발생하지 않고 정상적으로 LED 소자와 연결된 상태의 사진이고, 도 3(c) 회로선이 크랙이 발생한 상태의 사진이다.
참조부호 300 부분은 크랙이 발생하는 영역이다. 300 영역의 회로선은 LED 소자(D99)외 외곽 테두리 외부에도 형성되어 있다.
도 4는 종래 LED 구동 장치에서 전자부품을 회로 기판에 실장하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 회로 기판(400)의 상면에 회로선을 형성하고, 상기 회로선에 대응되게 단자 패드(410)를 형성시킨다(S410).
상기 회로 기판(400)의 상면에 형성된 단자 패드(210)에 납(420)을 도포한다(S420).
그리고 납(420)이 도포된 영역 위에 LED 소자(230)를 실장한다(S430). 이 경우, 회로 기판(400)의 상면에 형성된 단자 패드(410)는 LED 소자(230)의 외곽 테두리 외부까지 길게 연장 형성되어 있다. 이는 도 3에서 설명한 바와 같이, 회로 기판(200)의 상면에 형성된 회로선 중 단자와 연결되는 부분이 LED 소자(230)의 외곽선 외부에도 존재하기 때문이다.
그리고, 납(420)을 고온에서 녹여서 LED 소자(230)에 붙임으로써, LED 소자(230)가 회로 기판(400) 상면에 고정될 수 있다(S440).
기존 크랙의 대부분은 본 제품을 손으로 구기거나 접을 경우 접히는 부분에 응력이 발생하는데, 두텁게 굳어있는 납 부분과 동박의 경계 부분에서 납이 묻지 않은 얇은 동박이 응력을 버티지 못하고, 찢어지는 현상이 발생할 수 있다.
하지만 도 3(a)에서 크랙이 발생하지 않은 다른 회로선 두 개는 LED의 단자 사이로 지나가는데, 이 경우는 크랙이 발생하지 않았다. 즉 LED 외곽선의 내부로 회로가 지나가는 경우에는 구기거나 접었을 때 발생하는 응력이 동박이 붙어있는 부재의 전체 면적으로 전달되어 부재의 강도 이상의 응력이 발생하지 않는 한 회로선만 크랙이 발생하지는 않는다.
이하에서는 특정 바닥층에 삽입될 수 있는 전자부품 구동 장치(예: LED 구동 장치)를 제작하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다.
도 5는 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 구동 장치의 제작 방법을 나타내기 위한 도면이다. 본 발명의 일실시예에 의한 LED 구동 장치는 특정 바닥층의 내부 사이 공간에 설치될 수 있다. 상기 특정 바닥층은 빛, 열, 온도 변화 등에 의한 경화에 의해 액체에서 고체로 변화될 수 있는 투명 바닥층을 포함할 수 있다.
상기 특정 투명 바닥층은 에폭시 층, 투명한 액체층(예: 얼음층), 및 광경화 수지층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
먼저, 기판(540) 위에 LED 소자(510) 및 지지대(530)를 실장할 수 있다. LED 소자(510) 및 지지대(530)는 도 1 또는 도 2에 설명된 것과 동일한 것이 적용될 수 있다. 그리고 기판(540)에서 회로선이 형성된 영역을 제외한 영역에 특정 모양의 구멍을 뚫어 홀(520)을 형성할 수 있다(S510).
다음 단계로 커버 필름(550)을 준비하고 커버 필름(550)의 한쪽 면에 접착제(560)를 도포한다(S520). 커버 필름(550)은 LED 소자(510)의 빛이 발산할 수 있도록 완전 불투명하지 않은 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 필름(550)은 광투과성 재질로 이루어질 수 있다. 상기 커버 필름(550)은 아크릴(PMMA, PolyMethly MethAcrylate) 재질일 수 있다.
그리고, 상기 접착제 도포된 커버 필름(550)을 기판(540) 위에 실장된 LED 소자(510) 윗부분을 덮도록 접착한다(S530).
그리고, 커버 필름(550)이 접착된 상태에서 상기 기판(540)을 뒤집어서 기판(540)과 커버 필름(550) 사이 공간에 홀(520)을 통해 접착 충진제(570)를 채운 후 경화시킨다(S540). 접착 충진제(570)는 광학성 투명 접착제(OCA, Optically clear adhesive)를 포함할 수 있다. 접착 충진제(570)는 액상의 광학성 투명 보강 물질이 경화된 것일 수 있다. 광 투과성 보강 물질은 빛의 투과가 가능한 보강 층을 형성할 수 있는 물질을 의미하며, 이를테면 투명 고분자 물질이나 유리 본딩(bonding) 등이 될 수 있다.
또한 접착 충진제(570)의 경화에 의해 형성된 층은 광이 완전히 투과되도록 투명하게 형성될 수 있고, 필요에 따라서는 광이 일정량만 투과되도록 반투명하게 형성될 수도 있다.
그리고, 기판(540) 접착제를 도포하고 다른 커버 필름(550)을 접착한다(S550). 커버 필름(550)은 양면이 대칭이 되도록 접착할 수 있다. 기판(540)이 있는 면은 접착제 충진 이후 면이 고르지 못하다. 따라서 고르고 깨끗한 면을 생성하고 상하면 대칭을 형성하기 위해 커버 필름을 접착이 필요하다.
그리고 상기 기판(540) 상의 회로 및 LED 소자(510)가 실장되는 영역 이외의 특정 영역에 특정 모양의 통수구(580)가 관통되도록 가공하여 LED 구동 장치(500)를 제작할 수 있다(S560).
도 6은 본 발명의 일실시예와 관련된 LED 구동 장치가 얼음층 사이에 설치된 예를 나타내는 도면이다. 도시된 얼음층은 아이스링크에 적용될 수 있다.
참조부호 610은 콘크리트 바닥층을 나타낸다. 상기 콘크리트 바닥층(610) 위에 얼음층(620)이 형성될 수 있다. LED 구동 장치(500)는 상기 얼음층(620) 사이에 설치될 수 있다. 상기 얼음층(620)은 LED 구동 장치(500)가 설치된 위치를 기준으로 상부 얼음층(622)와 하부 얼음층(621)로 구분될 수 있다.
LED 구동 장치(500)에는 통수구(580)가 형성되어 있다(도 5에서 설명됨). 상기 통수구(580)가 유체로 채워지므로 상기 통수구(580)를 통해 하부 얼음층(621)과 상부 얼음층(622)이 연결된다.
상기와 같은 통수구(580)를 형성함으로써, 특정 바닥층의 중간에 설치될 경우 상기 LED 구동 장치(500)의 윗 부분과 아랫부분에 채워지는 재질이 상기 통수구(580)를 통해 연결됨으로써 상기 LED 구동 장치(500)의 상기 커버 필름(550)과 상기 윗부분과 아랫부분에 채워지는 물질이 서로 접착이 잘 되지 않는 경우에도 튼튼하게 상기 LED 구동 장치(500)를 고정시킬 수 있다. 또한 상기 통수구(580)는 LED 구동 장치(500)가 얼음층(620)의 중간에 설치되는 경우 상기 LED 구동 장치(500)의 아래에 설치된 냉각 파이프의 온도를 효과적으로 상기 LED 구동 장치(500)의 윗 부분까지 전달하는 통로가 될 수 있다. 따라서 상부 얼음층(622)이 녹는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 상기 통수구(580)은 일반 건물의 바닥면 등에 설치될 경우 바닥면의 돌출부 형상과 일치하게 제작하여, 보행자가 밟고 지나가는 경우에도 상기 LED 구동 장치(500)가 움직이지 않도록 고정하는 고정홀 역할도 할 수가 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 전자부품 구동 장치는 적절한 위치에 회로선을 형성하여, 크랙 발생을 줄일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 전자부품 구동 장치가 삽입된 바닥 구조물은 유체를 흐를 수 있는 통로를 마련하여 특정 바닥면에서도 전자부품 구동장치를 효과적으로 활용할 수 있다.
상기와 같이 설명된 전자부품 구동 장치 및 전자부품 구동 장치가 삽입된 바닥 구조물은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: LED 구동 장치
110: LED 소자
200: 회로 기판
160: 지지대
500: LED 구동 장치
510: LED 소자
520: 홀
530: 지지대
540: 회로 기판
550: 커버 필름
560: 접착제
570: 접착 충진제
580: 통수구
610: 콘크리트 바닥층
620: 얼음층

Claims (13)

  1. 전자부품; 및
    상기 전자부품이 실장되고 상기 전자부품에 형성된 단자와 연결을 위한 회로선이 형성된 회로 기판을 포함하되,
    상기 회로선 중 상기 단자와 연결되는 부분은 상기 회로 기판에 실장된 LED 소자가 상기 기판 방향으로 수직하게 투영된 경우에 생기는 도형의 외곽 테두리 내부에만 존재하는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회로선은
    상기 회로 기판에서 상기 전자부품이 실장되는 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 회로 기판은
    플렉서블한 재질로 이루어 진 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전자부품 구동 장치는
    상기 전자부품 보호를 위해 상기 전자부품이 실장되는 회로 기판 면에 형성된 지지대를 더 포함하되,
    상기 지지대의 높이는 상기 전자부품의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 전자부품은
    LED 소자, 저항, 콘덴서, 다이오드, IC 칩 및 RF 칩 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 회로 기판은
    양면에 회로선이 형성될 수 있는 기판인 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 회로 기판은
    폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  8. 홀이 형성된 기판;
    상기 기판에서 상기 홀이 형성되지 않은 영역 위에 실장된 전자부품;
    상기 전자부품이 실장된 기판을 덮는 제1커버 필름;
    상기 전자부품의 상면을 덮는 제2커버; 및
    상기 제1커버와 제2커버 사이에 채워진 접착 충진제를 포함하되,
    상기 기판에 형성된 홀을 통해 유체가 흐를 수 있도록 상기 홀의 수직 상하 영역은 통수구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전자부품은
    LED 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전자부품 구동 장치는
    상기 전자부품 보호를 위해 상기 전자부품이 실장되는 기판 면에 형성된 지지대를 더 포함하되,
    상기 지지대의 높이는 상기 전자부품의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제1커버 필름 및 상기 제2커버 필름은
    광투과성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자부품 구동 장치는 액체 상태에서 경화에 의해 고체 상태로 변화되는 투명 바닥층 내부 사이 공간에 설치되는 전자부품 구동 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 특정 투명 바닥층은
    에폭시 층, 투명한 액체층, 및 광경화 수지층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 구동 장치.
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