KR100567549B1 - 발광 다이오드 및 그 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 제작 방법에 관한 것으로서, 특히 인쇄 회로 기판 또는 반사기를 갖는 리드 프레임 또는 반사컵을 갖는 리드 단자상에 발광 다이오드 칩을 실장한 후, 일정한 온도를 유지하는 열판상에 상기 인쇄 회로 기판을 실장하여 몰딩용 분말 에폭시 수지를 도포함으로써, 그 수지가 도포 즉시 고상에서 액상으로 상변환되어 응집력에 의해 몰드 성형부를 형성하여, 몰드 성형부에서 기포의 내재현상을 방지하고 도포와 경화의 공정을 단순화한 발광 다이오드 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법은 발광 다이오드 칩을 인쇄 회로 기판의 수용기 또는 리드 프레임의 반사기 또는 리드 단자의 일측 선단에 형성된 반사컵 내부에 실장하여, 전기적으로 연결한 후, 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도로 가열된 열판상에 고정 수단으로 고정한다.
그리고, 분사 장치를 이용하여 상기 수용기 또는 반사기 또는 반사컵의 내부에 몰딩용 분말 에폭시 수지를 소정량 도포하여 몰딩 에폭시를 단시간에 융해·경화시켜 몰딩 성형부를 형성한 후, 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도의 오븐에 삽입하여 상기 몰딩 성형부를 소정 시간동안 경화시키고, 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리한다.
발광 다이오드, 분말 에폭시 수지, 도포

Description

발광 다이오드 및 그 제작 방법{ Method of Manufacturing Light-emitting diode}
도 1은 종래 칩형 발광 다이오드의 일례를 도시하는 종단면도;
도 2는 종래 탑형 발광 다이오드의 일례를 도시하는 종단면도;
도 3은 종래 램프형 발광 다이오드의 일례를 도시하는 종단면도;
도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드를 제작하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정 단면도;
도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드에 사용되는 리드 프레임의 상면도 및 종단면도;
도 6은 본 발명에 따른 램프형 발광 다이오드에 사용되는 리드 단자의 정면도 및 요부 확대 단면도.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 10 : 인쇄 회로 기판 2, 20 : 발광 다이오드 칩
3, 30 : 접착제 4, 40 : 와이어
5, 50 : 몰드 성형부
본 발명은 일정 온도로 유지되는 열판상에 놓인 인쇄 회로 기판 또는 반사기를 갖는 리드 프레임 또는 또는 리드 프레임에 실장된 발광 다이오드 칩상부에 분말 에폭시 수지를 도포함으로써, 발광 다이오드 칩을 봉지하는 몰딩부의 기포 내재율을 현저하게 감소시키며, 몰딩부의 형상을 균일하게 형성하는 발광 다이오드 제작 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드는 화합물 반도체의 P·N-접합 다이오드로 전압을 인가하여 빛을 발광하는 발광소자로서, 일반적으로 사용 목적에 따라, 고광도, 초소형 및, 박형의 특징을 가진 칩 LED, 탑 LED 및, 초고광도, 고내습성, 내열성 옥외 디스플레이 또는 전광판등에 사용되는 램프 LED등으로 나뉜다.
이러한 발광 다이오드중 칩형 발광 다이오드는 도 1과 같으며, 일반적으로 하기와 같은 공정을 통해 제작된다.
인쇄 회로 기판(1)상에 발광 다이오드 칩(2)을 도전성 또는 비도전성 접착제(3)를 이용하여 고정시킨 다음, 접착제(3)가 경화되도록 특성에 맞는 온도 조건, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 30분 내지 1시간 정도 방치한다.
이 후, 상기 인쇄 회로 기판(1)의 전극과 발광 다이오드 칩(2)을 와이어(4)로 연결하고, 인쇄 회로 기판(1)을 트랜스퍼 몰드기의 금형 상부에 고정시켜, 몰딩 컴파운드를 일정 온도와 압력을 가해 트랜스퍼 몰딩한 후 경화하고, 절단하여, 개별 발광 다이오드로 분리시킨다.
상기 칩형 발광 다이오드의 몰딩 공정은 크게 두 가지의 방법으로 구분되는 데, 상기에서 설명한 것과 같은 일정한 모양을 갖는 금형을 이용한 트랜스퍼 몰딩 방법과, 액상봉지재를 이용한 인캡슐레이션(Encapsulation) 방법이 있다.
액상봉지재를 이용한 인캡슐레이션 방법은 액상 에폭시 수지를 발광 다이오드 칩의 상부에 도포한 후, 외형이 일정 형상을 갖도록 격벽을 가진 성형기로 봉지재 상부를 누른후, 장시간에 걸쳐 경화시킨다.
트랜스퍼 몰딩 방법은 1회 작업에 다수개의 인쇄 회로 기판을 몰딩할 수 있으므로 작업성이 빠르고, 몰딩 성형부(5_의 두께 조절이 쉬우며, 단시간에 경화되므로 작업 후에 제품을 취급하기가 쉬운 장점이 있지만, 스위핑(Sweeping)과 초기 투자비가 많이 들어가는 단점이 있다.
인캡슐레이션 방법은 스위핑이 없으며, 초기의 투자비가 적게 들어가는 장점이 있지만, 작업성이 느리고, 몰딩 성형부(5)의 두께조절이 어려우며, 표면 상태를 평평하게 만들기가 어려운 단점이 있다. 즉,모서리 부분에서 둥글게 굴곡이 일어나는 단점이 있으므로 발광 다이오드의 휘도가 저하된다.
한편, 종래 탑형 발광 다이오드는 도 2에서 도시된 것과 같이, 일반적으로 육면체의 반사기(6)가 별도로 부착된 리드 프레임(1)을 이용하여, 상기 반사기(6)의 내측에 발광 다이오드 칩(2)을 실장한 후, 반사기(6)의 내부에 액상 에폭시를 주입하여 몰드 성형부(5)를 형성한다.
이와 달리, 램프형 발광 다이오드는 도 3에서 도시된 것과 같이, 선단에 광반사용 반사컵(6)을 가진 제 1 리드 단자(1a)와, 상기 제 1리드 단자(1a)와 소정 간격 이격된 제 2리드 단자(1b)를 포함하며, 상기 제 1리드 단자의 반사컵(6)에 발 광 다이오드 칩(2)을 실장하여 상기 반도체 칩(2)과 제 2 리드 단자(1b)를 와이어(4)로 와이어 본딩한 후, 상기 반사컵(6)의 내부만을 투명 또는 반투명 수지로 1차 몰딩한다.
그리고, 지그 또는 캐리어 테이프등에 의해 고정된 상기 리드 단자들(1a, 1b)을 반사컵(6)이 하향되도록 180°방향 전환하여, 소정 형태를 가진 성형용 틀(미도시)에 상기 선단부를 삽입하여 일정 시간 경화시킨다.
이에 따라, 상기 리드 단자들(1a, 1b)의 선단부와 칩(2)을 모두 몰딩하면, 각종 형태의 렌즈 역할을 하는 외주 몰드부(5)가 형성된다.
이 때, 상기 성형용 틀은 렌즈의 형상에 따라 다양한 형태로 그 내부가 형성되며, 상기 성형용 틀의 내부에는 에폭시 수지등과 같은 액상의 투명 또는 반투명 합성수지가 충진되어 있다.
한편, 상기에서 설명된 단색 발광 다이오드와 달리, 백색 또는 중간색 발광 다이오드는 청색 또는 UV발광 다이오드 칩등을 사용하고, 상기 액상 실리콘 내에 적색, 녹색 및, 청색등의 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료(미도시)를 디스펜서등에 의해 포팅(potting)시킨다.
이에 따른 발광 다이오드에 있어서, 발광 다이오드 칩으로부터 광이 방출되면, 그 중 일부는 몰드 성형부를 그대로 통과하고, 일부는 형광 안료에 의해 녹색에서 적색 파장에 이르는 가시광선으로 발광 파장이 변환되어, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광과 변환된 광이 조합됨으로써 백색광 또는 중간색 광이 형성된다.
그러나, 종래 발광 다이오드는 액상 에폭시를 사용하기 때문에 경화 시간이 길어, 발광 다이오드의 생산 수율이 감소되며, 백색 또는 중간색 발광 다이오드 제작시 액상 에폭시 수지내에 형광 안료를 포팅하면 형광 안료는 에폭시내에 임의의 방향을 향하여 산재될 뿐만 아니라, 비중이 높아 시간이 지남에 따라 발광 다이오드 근처에 모이게 되므로, 광의 투과율을 떨어뜨려 발광 다이오드에서 방출되는 광의 휘도를 저하시킨다.
또한, 백색 또는 중간색 발광 다이오드에 있어서, 칩의 상부에 도포된 액상 에폭시내에 형광 안료를 포팅하거나, 형광 안료가 혼합된 에폭시를 상부에 도포하기 때문에, 형광 안료의 균일하게 혼합이 어려워 하나의 인쇄 회로 기판에서 제작되는 각각의 발광 다이오드에서 방출되는 색뿐만 아니라 한번의 공정에서 제작되는 개별 발광 다이오드사이에서도 방출되는 색이 분산(scaterring)되는 등의 문제점이 발생한다.
또, 액상 에폭시는 표면 장력에 의해 반사기의 내벽을 타고 오르기 때문에, 몰드 성형부의 상면이 평탄하게 형성되기 어려우며, 이에 따라 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광이 몰드 성형부 상면에서 난반사를 일으켜 휘도가 저하된다.
또한, 발광 다이오드를 트랜스퍼 몰딩하는 경우에도 몰딩 컴파운드를 압축하여 분말과 분말사이의 공간을 없애기는 하나 고체와 고체사이의 공간이 여전히 존재하기 때문에 몰드 성형부에 기포가 발생되고, 경화후에는 개별 발광 다이오드의 몰딩부 높이가 서로 다르기 때문에 제품신뢰성이 감소된다.
또, 상부 표면이 평평하지 않으면 개별 패키지마다 그 높이가 서로 다르게 되고, 이로 인해 패키지의 성능이 저하된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광 다이오드 칩이 실장된 인쇄 회로 기판을 일정한 온도를 유지하는 열판상에 위치시킨 후, 몰딩용 분말 에폭시 수지를 칩의 상부에 도포하여 단시간에 융해시킴으로써, 액체의 응집력(凝集力, Cohesive force)으로 칩 상부를 봉지하여, 기포의 내재현상을 방지하고, 색도 편차를 감소시키는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 몰드 성형부의 높이를 감지하여 도포되는 분말 에폭시 수지의 양을 제어함으로써, 개별 발광 다이오드의 몰드 성형부 상부면을 평탄화시킬 뿐만 아니라 개별 반도체 패키지의 몰딩부의 높이를 모두 일정하게 형성할 수 있도록 함으로써, 제품 신뢰성을 향상시키는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 분말 에폭시 수지의 도포공정과 경화공정이 동시에 이루어지도록 하여 발광 다이오드 제작 공정을 단순화시켜, 생산 수율을 향상시키는데 그 목적이 있다.
이를 위하여, 본 발명은 발광 다이오드 제작 방법은 칩을 인쇄 회로 기판의 수용기 또는 리드 프레임의 반사기 또는 리드 단자의 일측 선단에 형성된 반사컵 내부에 실장한후, 전기적으로 연결하는 단계와; 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도로 가열된 열판상에 고정 수단으로 고정하는 단계와; 분사 장치를 이용하여 상기 수용기 또는 반사기 또는 반사컵의 내부에 몰딩용 분말 에폭시 수지를 소정량 도포하여 몰딩 에폭시를 단시간에 융해·경화시켜 몰딩 성형부를 형성하는 단계와; 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자 를 소정 온도의 오븐에 삽입하여 상기 몰딩 성형부를 소정 시간동안 경화시키는 단계와; 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리하는 단계;로 이루어진다.
바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 열판은 에폭시의 유리경화온도를 고려하여 100℃-180℃사이의 온도로 가열된다.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 분사 장치는 분말 에폭시 수지의 분사 압력과, 칩을 봉지하는 몰드부에 에폭시 정량을 토출하기 위한 감지센서가 부착된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 열판은 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 선형적으로 이동시킬 수 있는 캐리어로서, 구동 수단과 연결된다.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 열판은 선형적 위치에 따라 그 온도 구배가 서로 상이하다.
바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 몰딩용 분말 에폭시 수지에는 파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료가 소정 비율로 혼합된다.
도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드를 제작하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이고, 도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드에 사용되는 리드 프레임의 상면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 램프형 발광 다이오드의 일례를 나타내는 종단 면도이다.
본 발명에 따른 발광 다이오드, 특히 단일 색상을 방출하는 표면 실장형 발광 다이오드의 제작 방법은 하기와 같다.
표면 실장형 발광 다이오드는 인쇄 회로 기판(10) 또는 주면에 반사기를 갖는 리드 프레임(10)을 사용하며, 상기 인쇄 회로 기판(10)은 도 4에서와 같이, 일반적으로 박막 패턴의 증착으로 정·부 극성(11)이 형성된 제 1 인쇄 회로 기판에, 수용홀을 가진 제 2의 인쇄 회로 기판을 상기 제 1 인쇄 회로 기판에 겹층으로 덧붙여서 제작되거나 또는 별도의 육면체 수용기(60)를 그 주면에 부착한 것이다.
상기 리드 프레임(10)은 도 5에서 도시된 것과 같이, 다양한 형태의 반사기(60)가 프레임의 상면에 부착되어 있다.
이 때, 상기 인쇄 회로 기판(10)의 칩 수용기(60)와 반사기(60)는 플라스틱 수지 또는 세라믹 등으로 형성되며, 상기 수용기와 반사기는 서로 대향된 면이 서로 뚫린 육면체 또는 원통이고 일정 두께의 내벽(61)을 갖고 있다.
상기와 같은 인쇄 회로 기판의 수용기 또는 반사기 내부에 발광 다이오드 칩을 도전성 또는 비도전성 접착제(30)를 이용하여 전극상(11)에 실장한 다음, 접착제(30)가 경화되도록 특성에 맞는 온도 조건하에서, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 30분 내지 1시간 정도 방치한다.
이 때, 상기 반사기 또는 수용기(60)의 내측벽(61)은 발광 다이오드 칩(20)에서 방출되는 빛을 반사유도하기 위하여 다소 경사지게 형성되거나 백색으로 도장되거나 또는 금속으로 증착되거나 또는 다른 형태의 반사기가 내부에 설치될 수도 있다.
이 후, 전극(11)과 발광 다이오드 칩(20)이 전기적으로 연결되도록 결합수단으로 본딩하고, 상기 인쇄 회로 기판(10)을 고정 수단(70)으로 고정한 후 소정 온도를 유지하도록 가열되는 열판(80)상에 실장한다.
이 때, 상기 열판(80)은 에폭시의 유리경화온도에 따라 결정된 소정 온도, 예를 들어, 약 100℃-180℃사이의 온도를 유지하도록 가열수단과 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 상부에 위치된 인쇄 회로 기판(10)의 제작 공정중 이동을 위하여 구동 수단과 연결되어 캐리어로서 사용될 수도 있다.
물론, 상기 열판(80)이 캐리어로 사용되는 경우, 선형적 이송위치에 따라 그 온도 구배를 서로 상이하게 유지할 수도 있다.
한편, 상기와 같은 열판(80)상에 위치되어 일정 온도로 가열된 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)상에는 분말 상태의 몰딩 컴파운드 수지(91)가 분사되고, 이는 몰딩 성형부(50)를 형성하여 발광 다이오드 칩(20)등을 외부의 충격 및 접촉으로부터 보호하고, 칩(20)으로부터 방출된 빛을 효과적으로 집광하도록 하는 렌즈를 형성하기 위함이다.
한편, 열판(80)상에 실장된 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)의 상부에는 분말 에폭시 수지(91)를 분사하는 자동 설비인 분사 장치(90)가 설치되며, 상기 자동 설비(90)로부터 상기 인쇄 회로 기판(10)의 반사기, 수용기(60) 또는 리드 단자가 삽입된 성형용 틀(미도시)내에 몰딩용 분말 에폭시 수지(91)가 각각 소정량 도포된다.
이 때, 상기 분사 장치(90)는 규칙적으로 행과 열의 방식으로 소정 위치에 입력 물질을 주사하는 디스펜서로서, 에폭시 수지(91)를 담을 수 있는 유·고압 실린더와, 상기 에폭시의 분사 압력을 조절하는 압력 장치와, 상기 분사 압력을 감지하는 압력 감지 센서(미도시)와, 상기 몰드 성형부의 몰딩 높이를 감지하는 높이 감지 센서(미도시)와, 상기 감지 신호에 따라 압력 장치를 조절하는 마이콤(미도시)등으로 이루어져 있다.
이에 따라, 상기 분사 장치(90)에서, 일정 온도로 가열된 열판(80)상에 실장된 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)의 상부로 분사되는 분말 에폭시 수지(91)는 입자에 상관없이 100℃이상의 온도에서 고상에서 액상으로 상변환된다.
이와 같이 상변환된 에폭시 수지(91)는 그 물성이 액상일 때 분자 응집력이 뛰어나기 때문에 고체와 고체상태에서 볼수 있는 미세한 공간 없이 서로 응집된 후 고온에 의해 경화된다.
따라서, 서로 강력하게 응집된 에폭시 수지(91)는 상기 발광 다이오드 칩(20)을 봉지하는 몰드 성형부(50)를 형성하고, 액상에서의 응집이 일어나기 때문에 몰드 성형부(50) 상부면의 높이가 일정하게 형성된다.
그리고, 몰드 성형부(50)의 높이가 비균일하게 나타난 곳은 높이 감지 센서에 의해 감지되어, 몰딩 컴파운드 에폭시 수지의 양을 가감시킴으로써, 1회 생산되는 개별 발광 다이오드들간의 높이를 동일하게 형성할 수 있다.
이와 같은 방법으로 몰드 성형부(50)가 형성된 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)은 2차 경화를 위하여, 소정 온도로 가열된 오븐(미도시)내에 삽입되어진 다.
이후, 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)을 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리한다.
한편, 상기 인쇄 회로 기판(10)을 상기 열판(80)에 고정시키는 고정 수단(70)은 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)의 형태에 따라 그 형상 및 재료가 가변된다.
이때, 램프형 발광 다이오드는 상기와 동일한 방법으로 형성하되, 상기 발광 다이오드 칩(20)이 실장된 리드 단자(10a)의 반사컵에 외주 몰딩부(50)를 형성할 때 성형용 틀을 이용하여 제작된다.
더 나아가, 백색 또는 중간색을 발광하는 파장변환 발광 다이오드는 상기의 고정에서 한 가지 공정을 더 추가하게 되고, 이는 하기에서 설명될 것이다.
표면 실장형 파장변환 발광 다이오드는 상기에서 설명한 바와 동일한 방법으로 상기 발광 다이오드 칩(20)을 에워싸는 수용기(60)가 형성된 인쇄 회로 기판(10) 또는 반사기(60)를 갖는 리드 프레임(10)을 고정 수단(70)으로 고정하고 소정 온도로 가열된 열판(80)상에 실장한다.
이 때, 분사 장치(90)의 유·공압 실린더에 투입되는 분말 에폭시(91)에는 파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료가 중량당 0wt％-50wt％의 비율로 혼합된다.
상기 혼합 분말은 상기 수용기 또는 반사기(60) 내부에 각각 소정량 도포되고, 도포 즉시 고상에서 액상으로 상변환되면서 서로 응집되어 경화된다.
이후, 소정 온도의 오븐에 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)을 삽입하여 상기 에폭시를 2차 경화하고, 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리한다.
이와 달리, 램프형 파장변환 발광 다이오드는 파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩(20)으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료와 몰딩용 분말 에폭시 수지(91)를 소정 비율로 혼합한 후, 혼합 분말을 일측 리드 단자(10a)의 상단부에 형성된 반사컵(60)내부에만 도포한다.
이에 따라, 반사컵(60)의 내부는 형광 안료가 균일하게 혼합된 에폭시로 1차 경화부가 형성된다.
이 후, 상기 1차 경화부가 형성된 리드 단자(10a, 10b)를 180°회전시켜 리드 단자의 상단부를 성형용 틀에 삽입한 후 고정 수단을 이용하여 고정한 후 소정 온도를 유지하도록 가열되는 열판(80)상에 실장한다.
상기 성형용 틀은 몰드 성형부의 요구 형상에 따라 다양한 형태로 그 내부가 형성될 수 있다.
그리고, 분사 장치를 이용하여 몰딩용 분말 에폭시 수지를 상기 성형용 틀에 각각 소정량 도포하여 반사컵과 리드 단자의 일부분을 봉지하는 2차 경화부를 형성한다.
소정 온도의 오븐에 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 단자(10)를 삽입하여 상기 에폭시를 2차 경화부를 소정 시간동안 경화시킨 후, 다이싱등을 통해 개별 발광 다이오드로 분리한다.
이 때, 파장변환 발광 다이오드에 실장되는 발광 다이오드 칩이 UV 발광 다이오드 칩(20)인 경우, 백색 발광 다이오드로 형성하기 위해서 상기 몰딩 컴파운드 분말 에폭시(91)내에는 UV광에 의해 여기 발광되어 녹색으로부터 적색 파장까지의 가시광으로 변환시킬 수 있는 형광 안료가 혼합된다.
바람직하게는, 형광 안료는 UV광에 반응하여 적색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Y2O2S:Eu와, 녹색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 ZnS:Cu,Au,Al 및, 청색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6C12:Eu가 소정 비율로 혼합된 것이다.
바람직하게, 형광 안료는 분말 에폭시 수지에 대해, 중량당 적색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Y2O2S:EU를 40-90wt%, 녹색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Zns:Cu,Au,Al을 5-30wt%, 청색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료(Sr, Ca, Ba, Mg)10(P04)6C12:EU를 0-30wt%의 비율로 혼합한다.
이와 같은 제작 방법으로 제작된 파장변환 발광 다이오드에 있어서, 발광 다이오드 칩(20)에서 방사된 UV광의 일부는 에폭시 몰드 성형부(50)내에 균일하게 분포된 형광 안료에 흡수되어 녹색 또는 적색 또는 청색광으로 변환된다.
그리고, 변환된 광은 에폭시 몰드 성형부(50)로부터 방사되어 변환되지 않은 UV광의 일부와 결합하여 백색광을 형성한다.
즉, UV광을 흡수한 형광 안료는 녹색에서 적색까지 비교적 넓은 파장 범위의 광을 발광하고, 형광 안료에 의해 완전히 흡수되지 않고 발광되는 일부의 UV광과 형광 안료에서 발광되는 녹색에서 적색의 광이 합쳐져서 백색이 발광된다.
이와 달리, 청색 발광 다이오드를 이용하여 백색 발광 다이오드를 제작하는 경우, 상기 형광 안료는 (Y·Ce)3Al5O12 또는 (Y·Gd·Ce)3Al 5O12 과 같은 (Y·Gd·Ce)-Al-O계 형광 안료, 통상 YAG 이라고 형광 안료가 몰딩용 분말 에폭시 수지에 대하여 소정 비율로 혼합된다.
따라서, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 그대로 투과된 청색광과 상기 청색광을 흡수하여 황색으로 여기발광 되는 광이 합쳐져서 백색이 발광된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드는 열판상에서 일정 온도로 칩이 실장된 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 가열한 상태에서 분말 상태의 에폭시와 형광 안료를 분사하여 단시간에 상기 에폭시를 융해·경화시킴으로써, 몰드 성형부내의 기포 발생을 방지하고, 발광색의 색도를 향상시키며, 개별 발광 다이오드 사이의 색도 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드는 몰드 성형부의 높이를 감지하여 도포되는 분말 에폭시 수지의 양을 제어함으로써 몰드 성형부 상부면을 평탄화시킬 수 있고, 개별 반도체 패키지의 몰딩부의 높이를 모두 일정하게 형성할 수 있으므로, 색도와 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 공정에 있어서, 분말 에폭시 수지의 도포공정과 경화공정이 동시에 행하여지기 때문에 발광 다이오드 제작 공정이 단순 화되어, 생산 수율이 향상된다.
또한, 분말 상태로 에폭시와 형광 안료가 균일하게 혼합되기 때문에 개별 칩 LED 뿐만 아니라, 1회 제품 생산품에서 생산되는 발광 다이오드들마다 그 발광색이 균일하여 제품 공급 수율이 향상되고, 발광 휘도가 향상된다.
그리고, 고체 상태의 에폭시 수지를 사용하기 때문에 에폭시 자체가 단시간에 경화될 수 있으므로 형광 안료가 하중에 의해 밑으로 가라않는 것이 방지되어 백색 발광 다이오드의 제작시 발광 휘도등의 백색 제품 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 발광 다이오드 칩을 인쇄 회로 기판의 수용기 또는 리드 프레임의 반사기 또는 리드 단자의 일측 선단에 형성된 반사컵 내부에 실장한후, 전기적으로 연결하는 단계와;
    상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도로 가열된 열판상에 고정 수단으로 고정하는 단계와;
    분사 장치를 이용하여 상기 수용기 또는 반사기 또는 반사컵의 내부에 몰딩용 분말 에폭시 수지를 소정량 도포하여, 상기 수용기 또는 반사기 또는 반사컵의 내부에서 상기 몰딩용 분말 에폭시 수지를 단시간에 융해·경화시켜 몰딩 성형부를 형성하는 단계와;
    상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도의 오븐에 삽입하여 상기 몰딩 성형부를 소정 시간동안 경화시키는 단계와;
    상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열판은 에폭시의 유리경화온도를 고려하여 100℃-180℃사이의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 장치는 분말 에폭시 수지의 분사 압력과, 칩을 봉지하는 몰드부에 에폭시 정량을 토출하기 위한 감지센서가 부착된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제작 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열판은 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 선형적으로 이동시킬 수 있는 캐리어로서, 구동 수단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열판은 선형적 위치에 따라 그 온도 구배가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제작 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 단자들의 선단부에 소정 형상의 몰딩 성형부가 형성되도록 상기 리드 단자들의 선단부를 성형용 틀에 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 발광 다이오드 제작 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료를 상기 몰딩용 분말 에폭시 수지에 소정 비율로 혼합하는 단계를 더 포함하는 발광 다이오드 제작 방법.
  9. 인쇄회로 기판의 수용기 또는 리드 프레임의 반사기 또는 리드 단자의 일측 선단에 형성된 반사컵 내부에 실장된 채 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 칩과;
    몰딩용 분말 에폭시 수지가 상기 수용기 또는 반사기 또는 반사컵의 내부에서 열에 의해 액상으로 융해된 후 경화되어 상기 발광 다이오드 칩을 덮도록 형성된 몰딩 성형부를 포함하는 발광 다이오드.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 몰딩 성형부는 임의의 성형용 틀에 의해 그 일부가 그 성형용 틀에 대응되는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 몰딩 성형부는, 상기 몰딩용 분발 에폭시 수지와 이에 소정 비율로 혼합되는 형광 안료를 포함하여 형성되며, 상기 형광 안료는 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 것임을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 440㎚-470㎚의 파장을 갖는 청색 발광 다이오드 칩이고, 상기 형광 안료는 YAG 계열의 형광 안료가 상기 분말 에폭시 수지에 대하여 중량당 5％-50％로 혼합된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 200㎚-430㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드 칩이고, 상기 형광 안료가 상기 분말 에폭시 수지에 대하여 중량당 5％-50％로 혼합되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
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