LED 조명을 사용하다 보면 LED PKG ( LED chip)에 대한 궁금증을 알아보고 기본적인 LED PKG 구성에 대해 공부를 하는 시간을 가져보도록 하자.
우리가 흔히 사용하는 LED조명, LED 라인조명에 사용하는 LED PKG의 사진과 LED PKG의 단면 사진입니다.
아랙 그림은 LED bar 부착된 LED의 이미지 일반적으로 사용하는 2835 혹은 3528 사이즈라 불리는 LED 입니다.
이를 단면을 잘라진 이미지가 우측의 이미지로 LED 단면을 보여주는 사진입니다.
위 사진처럼 사용하는 LED 타입을 SMD 타입의 LED라고 하며, SMD는 surface mounted Device PCB 표면에 부착하는 LED로 이러한 용어를 사용합니다. 이외에도 COB라는 용어도 있지만 기본 구성은 SMD 타입과 동일하다고 생각하면 됩니다.
오른쪽 이미지 번호 별 에 따른 세부설명을 하고자 합니다.
LED SMD 타입 세부 구성
1. chip(die): 실제로 빛을 발산하는 반도체 소자입니다. 전류가 흐르면 전자와 정공이 결합하여 빛을 방출합니다. LED 칩은 빛의 색상과 밝기를 결정하는 중요한 부분입니다. 블로그에 LED가 빛이 어떻게 나오는 원리를 읽어 보시면 이해가 쉽습니다. 링크 : https://naddeng1.tistory.com/560
LED 발광 원리 - 빛이 나는 원리를 알아보자
LED(Light Emitting Diode)의 발광 원리는 반도체 재료를 이용한 전기 발광 현상에 기반을 두고 있습니다. 다양한 다이오드 구성 중에 빛을 내는 다이오드이며, 세부적인 구조는 아래와 같이 나뉘어 설
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2. 기판: LED 칩이 장착되는 기판으로, 열 전도성과 기계적 안정성을 제공합니다. 칩을 고정하고 열을 분산시켜 칩의 수명을 연장합니다.
3. LED 칩과 전극을 연결하는 얇은 금속 와이어입니다. 전류가 LED 칩에 공급되도록 돕고, 전기적 연결을 제공합니다.
제품사용에 따른 gold, copper등 소재의 선택이 폭이 많이 있습니다. 전도율에 따른 순서로는 금 > 은 > 구리 >알루미늄입니다. 다만 전도율이 좋으나 가격상승 문제로 인한 차이가 있음을 알려드립니다.
4. 형광체 or 디스펜싱 : LED 칩을 보호하고 열을 효과적으로 분산시키기 위해 실리콘, 에폭시 등 보호 물질을 분사하는 과정입니다. 실리콘의 경우 형광체라는 물질을 함께 섞어 사용하게 되는데 이를 통해 빛의 색온도와 연색성을 조절하는 기능을 담당하고 있습니다.
5. 기타
LED chip에 있어서 그 내부를 자세하 보게 되었을 시 각 극성을 가지며, 와이어 본딩을 통해 DC VCC(+), GND (-)가 흐를 수 있는 구조로 이루어져 있습니다.
위 그림은 LED 내부를 확대한 이미지입니다.
화살표로 표기 부분에 따른 chip, wire bonding, zenor diode를 볼 수 있습니다.
zenor diode는 과전압, 전류를 방지를 위해 넣어져 있으며 최근 LED에서는 chip의 내구성이 좋이지는 추세로 이런 zenor는 없는 상태입니다.
이미지의 은색으로 섬처럼 보이는 부분이 기판이며, LED가 빛과 열을 발산할때, 전기를 흐르는게 하는 효과와 방열의 역활로 이해를 하는것이 좋습니다.
6. RGB/RGBW의 구성
위의 이미지와 동일한 구성으로 RGB는 되어 있다고 보면 됩니다.
각 구성마다 Red, Green, Blue Chip으로 구성이 되어 있는 구조입니다. 이에 RGBW의 경우에는 하나의 칩 내부에 RGB와 W : cool white or warm white 로 나뉘어 만들어지게 되며 이는 형광체에 따라 나뉘게 됩니다.
위 이미지를 보게 되면 LED PKG에 노란색이 있는 부분이 cool white가 구성이 되어 있는 구조이며, 이와 RGB의 구조는
SMD LED 구성과 동일한 구조라고 생각하면 됩니다.