JP2012178581A - 発光ダイオードパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】熱を効果的に光ダイオードパッケージから放出する。
【解決手段】本発明による発光ダイオードパッケージは、上面側に複数の溝１７を有する板１０と、前記板の上の反射層１３と、前記板の上の発光ダイオード１４と、前記発光ダイオードの上のモールディング部１６と、を備え、前記複数の溝が前記発光ダイオードを囲んでいる。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光ダイオードパッケージに関するものである。

発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードと、上記発光ダイオードに駆動信号を印加し、上記発光ダイオードを支持する印刷回路基板が含まれて構成される。

上記発光ダイオードは、電気エネルギーを光に変換する素子であって、電気エネルギーが光に変換される過程で熱が発生され、発生された熱により発光ダイオードの駆動特性が劣化する問題がある。

したがって、発光ダイオードから発生された熱を効果的に放出されるようにする必要がある。

一方、発光ダイオードパッケージでは、発光ダイオードから発生された熱が迅速に放出できるように印刷回路基板に放熱部材を取り付ける場合がある。

しかしながら、放熱部材を取り付ける場合、工程が複雑になり、費用が増加する短所がある。

また、放熱部材の取付位置によって発光ダイオードから放出された光を遮断して発光ダイオードチップの発光効率を低下させる。

本発明の目的は、発光ダイオードチップから発生された熱を効果的に放出できるようにする。

本発明による発光ダイオードパッケージは、上面側に複数の溝を有する板と、前記板の上の反射層と、前記板の上の発光ダイオードと、前記発光ダイオードの上のモールディング部と、を備え、前記複数の溝が前記発光ダイオードを囲んでいることを特徴とする。

本発明による発光ダイオードパッケージは、熱を効果的に放出することができる。

本発明による発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップの発光効率を低下させないで、効果的に熱を放出することができる。

本発明の実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明する図である。 本発明の実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明する図である。 本発明の実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明する図である。 本発明の実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明する図である。 本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージを説明するための図である。 本発明の更に他の実施形態による発光ダイオードパッケージを説明するための図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態を説明するにあって、ある要素が他の要素の上（on）／下（under）に形成されると記載された場合、ある要素が他の要素と直接（directly）接触して上／下に形成される場合と、ある要素と他の要素との間に媒介要素を介して間接的に（indirectly）接触して上／下に形成される場合とを含む。

図１乃至図４は、本発明の実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明する図である。図１と図２には、ＭＣＰＣＢ（Metal Core Printed Circuit Board）を形成する過程が例示されている。

本実施形態では、上記ＭＣＰＣＢの放熱効果を極大化するための方法が説明される。

図１に示すように、金属板１０の上に絶縁層１１が形成される。

絶縁層１１は、樹脂層（resin layer）で形成されることができ、例えば上記樹脂層としてガラスエポキシ系材質であるＦＲ４樹脂層が使われることができる。

金属板１０は、Ａｌ、Ａｕなどのように熱伝導性が優れる金属材質で、数ｍｍ乃至数十ｍｍの厚みで形成され、ヒットシンク（heat sink）としての役割をすることになる。

絶縁層１１は、機械的強度が高く、かつ耐久性が優れるので、薄い厚みでなされた場合にも熱による変形が小さいし、接着性があるので、レイヤーを形成するに適したＦＲ４樹脂層が使われる。

一方、絶縁層１１は、プレスまたは熱圧搾ジグ（jig）を利用して金属板１０の上部面に形成することができ、プレスまたは熱圧搾ジグにより加えられる熱により金属板１０に接着されることができる。

図２に示すように、絶縁層１１の上側に回路パターン１２を形成する。

回路パターン１２は、銅のような金属材質を使用して形成する。回路パターン１２は、半導体回路の形成のための工程技術、例えば、光リソグラフィー（photo-lithography）、メタライゼーション（metallization）、エッチングなどの方法を利用して形成することができる。

したがって、図１と図２に示すように、回路パターン１２が形成されたＭＣＰＣＢが準備される。

図３を参照すれば、絶縁層１１の上側に選択的に反射膜１３を形成する。

反射膜１３は、コーティング方法により形成されることができ、回路パターン１２が形成されない領域の絶縁層１１の上側に形成されることができる。

反射膜１３は、発光ダイオードチップから放出される光の輝度を増大させるためのものであって、発光ダイオードチップが装着される領域及び回路パターン１２が形成される領域を考慮して絶縁層１１の上側に適切に形成する。

反射膜１３は、酸化チタンと樹脂を主成分とし、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及び酸化亜鉛のうち、少なくとも１つを混合したホワイト樹脂が使われることができる。勿論、ホワイト樹脂の以外に白色顔料を用いて反射膜１３を形成することができる。

図３では、回路パターン１２と回路パターン１２との間には反射膜１３が形成されなかったが、選択によって回路パターン１２と回路パターン１２との間にも反射膜を形成することができる。

上記ホワイト樹脂を反射膜１３で形成するために、空圧方式のディスペンシング（Dispensing）方式でない、スクリーンプリンティング（Screen Printing）方式を使用する。

上記スクリーンプリンティング方式は、空圧方式のディスペンシング方式に比べて短い時間の間、多くの面積にホワイト樹脂を塗布することができるので、設備投資費用が少ない。

上記スクリーンプリンティング方式は、回路パターン１２の上に厚みが５０?であるスクリーンマスクを形成し、スクイズ（squeeze）を利用してスクリーンマスクの以外の部分にホワイト樹脂を詰める。

具体的に、スクイズはスクリーンマスクの上側面に沿って既設定された方向に液状のホワイト樹脂を擦りながら移動し、液状のホワイト樹脂はスクリーンマスクの以外の部分に詰められる。

スクリーンマスクの以外の部分に液状のホワイト樹脂が詰められてホワイト樹脂の表面がスクリーンマスクの上部表面と同一に平らになるようにする。そして、上記スクリーンマスクを除去し、既設定された温度でアニーリングを遂行してホワイト樹脂が硬化されるようにする。

図４に示すように、上記ホワイト樹脂からなる反射膜１３を形成した後、発光ダイオードチップ１４をＭＣＰＣＢの上に実装する。

具体的に、発光ダイオードチップ１４を回路パターン１２に装着し、ワイヤー１５を利用して発光ダイオードチップ１４と回路パターン１２を電気的に連結する。そして、発光ダイオードチップ１４及びワイヤー１５にモールディング部１６を形成する。

発光ダイオードチップ１４は絶縁層１１の上に形成されることができ、反射膜１３の上に形成されることもできる。

一方、発光ダイオードチップ１４は、ＳｉＯＢ（Silicon Optical Bench：シリコン光学ベンチ）にフリップボンディングして実装されることができ、発光ダイオードチップ１４がフリップボンディングされたＳｉＯＢを熱伝導性を有したペーストを利用して絶縁層１１の上に装着してリードフレームを利用して回路パターン１２と電気的に連結されるようにすることができる。

発光ダイオードチップ１４をＭＣＰＣＢに実装した後、金属板１０、絶縁層１１及び反射膜１３を選択的に除去して、金属板１０の上側面に複数の溝１７を形成する。

溝１７の上側には絶縁層１１及び反射膜１３が除去されるため、溝１７の底面及び側面は空気中に露出される。したがって、金属板１０の放熱効果を極大化することができる。

一方、溝１７が形成された後、発光ダイオードチップ１４がＭＣＰＣＢに実装されることもできる。

ここで、上記複数の溝１７は、ドリリングマシン、またはミーリングマシンを利用した機械的方法により形成されるか、エッチング方法を利用した化学的方法により形成されることができる。

したがって、本発明による発光ダイオードパッケージは、複数の溝１７により放熱のための金属板１０の断面積が広くなることにより、発光ダイオードチップ１４などから発生する熱が効果的に放熱されることができる。したがって、発光ダイオードチップ１４に対する熱的信頼性を向上させることができるので、発光ダイオードチップ１４の性能を向上させることができる。

図５は、本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージを説明するための図である。

図５に図示された発光ダイオードパッケージは、図４に図示された発光ダイオードパッケージとは異なり、複数の溝１７が金属板の下側面に形成される。

したがって、反射膜１３が形成された面積が増加されて光効率がより向上することができ、溝１７の個数も増加されて放熱効果が極大化されることができる。

図６は、本発明の更に他の実施形態による発光ダイオードパッケージを説明するための図である。

図６に図示された発光ダイオードパッケージは、図４及び図５に図示された発光ダイオードパッケージとは異なり、複数の溝１７が金属板１０の上側面及び下側面に形成される。

したがって、複数の溝１７による放熱効果が極大化されることができる。

一方、金属板１０の上側面に形成された溝１７と下側面に形成された溝１７の位置が互いに相異するように形成する。即ち、金属板１０の上側面に形成された溝１７の下側には溝１７を形成せず、金属板１０の上側面に溝１７が形成されない部分の下側に溝１７を形成する。

言い換えると、金属板１０の上側面に形成された溝１７と下側面に形成された溝１７は同一垂直線上に形成されない。

これによって、金属板１０の機械的強度が維持されることができる。

本実施形態では、発光ダイオードチップが実装された発光ダイオードパッケージを説明したが、ＩＣ、抵抗など、その他の電子素子が装着されたＭＣＰＣＢにも適用されることができる。

本発明は、電子素子が装着された回路基板に適用されることができる。

Claims (12)

1. 上面側に複数の溝を有する板と、
   前記板の上の反射層と、
   前記板の上の発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードの上のモールディング部と、
   を備え、
   前記複数の溝が前記発光ダイオードを囲んでいることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
2. 前記板が金属板を含む請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
3. 前記板が第１の部分および第２の部分を含み、前記複数の溝は前記板の第２の部分にある請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
4. 前記発光ダイオードが前記板の第１の部分の上に設置され、前記反射層は前記板の第２の部分の上面に形成されている請求項３に記載の発光ダイオードパッケージ。
5. 前記板の前記第１の部分が平らな上面を含む請求項３に記載の発光ダイオードパッケージ。
6. 前記板の上の絶縁層をさらに含む請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
7. 前記板の上の回路パターンをさらに含む請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
8. 前記回路パターンの間に形成された第２の反射層をさらに含む請求項７に記載の発光ダイオードパッケージ。
9. 前記溝が形成されていない領域に前記回路パターンが形成されている請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ。
10. 前記溝が前記金属板の上面側および下面側の両方に形成され、前記上側面に形成された前記溝と下側面に形成された前記溝は、同一垂直線上に形成されていない請求項１記載の発光ダイオードパッケージ。
11. 前記板は、前記発光ダイオードが形成された上側方向に少なくとも一部が露出している請求項１記載の発光ダイオードパッケージ。
12. 前記反射層は、酸化チタンと樹脂を主成分とし、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、及び酸化亜鉛のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードパッケージ。

Images