KR100616692B1 - 금속 기판을 이용한 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

금속 기판을 이용한 LED 패키지가 개시된다. 본 발명에 따른 LED 패키지는, 제1 영역 및 절연물질에 의해 상기 제1 영역과 분리되어 전기적으로 고립된 복수의 제2 영역을 갖는 금속 기판; 및 상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 장착되는 LED를 포함하며, 상기 복수개의 제2 영역 중 두 개의 제2 영역이, 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극에 각각 전기적으로 연결되는 입출력 단자로 이용되는 것을 특징으로 한다.

금속 기판, 열전도도, LED, 패키지, 방열, Cu, Al, Si

Description

금속 기판을 이용한 ＬＥＤ 패키지 및 그 제조 방법{LED PACKAGE COMPRISING METAL SUBSTRATE AND MENUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 일부를 도시한 측단면도 및 평면도이다.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 일부를 도시한 측단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지를 도시한 측단면도이다.

도 4의 (a) 내지 (f)는 본 발명에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11: 금속 기판 111: 제1 영역

112a-112c: 제2 영역 12: LED

13: 반사용 구조물 14: 몰딩부

15: 렌즈부

본 발명은 금속 기판을 이용한 LED 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 기판에 서로 전기적으로 고립된 복수의 영역을 형성하고 상기 전기적 고립영역에 LED를 장착하고, 상기 전기적 고립영역을 전기적 연결을 위한 단자로 이용함으로써, 방열 특성이 개선되고 제조 공정을 단순화 할 수 있는 금속 기판을 이용한 LED 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, LED는 주입된 전자와 정공이 재결합할 때 발생하는 에너지를 빛으로 방출하는 다이오드로서, GaAsP 등을 이용한 적색 LED, GaP 등을 이용한 녹색 LED 등이 있다. 또한, 근래에 GaN를 비롯한 질화물을 이용한 질화물 반도체가 그 우수한 물리, 화학적 특성에 기인하여 현재 광전재료 및 전자소자의 핵심 소재로 각광 받으면서, 질화물 반도체 LED가 주목받고 있다. 질화물 반도체 LED는 녹색, 청색 및 자외선 영역까지의 빛을 생성할 수 있으며, 기술 발전으로 인해 그 휘도가 비약적으로 향상됨에 따라 총천연색 전광판, 조명장치 등의 분야에도 적용되고 있다. 상기 LED는 응용분야에 따라, LED를 탑재하는 다양한 형태의 패키지로 제작되어 적용된다.

한편, LED는 조명장치 등과 같은 고휘도를 필요로 하는 분야에 적용되기 위 해 그 소모전력이 증가하게 됨으로써 LED에서 다량의 열이 발생하고, 이러한 열이 효과적으로 패키지의 외부로 방출되지 못하는 경우 LED의 특성이 변화되거나 그 수명이 단축되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

이러한 열 방출의 문제를 해결하기 위해 종래에는, 열 전도성이 우수한 Cu, Al, Ag 등의 금속물질을 이용한 별도의 열방출 수단을 LED 패키지에 구비하였다. 상기 Cu, Al, Ag 등의 금속은 열저항이 낮고 열전도도가 높은 금속으로 알려져 있다. 그러나, 종래의 LED 패키지는 상기 열방출 수단을 별로로 제작하여 기판에 부착하는 형태로 LED 패키지의 제작에 추가적인 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 LED 패키지에 사용되는 기판은 열저항이 높고 열전도도가 좋지 않은 세라믹 또는 글라스 재질의 절연기판을 사용하였으므로, 별도의 열방출 수단을 구비하더라고, 기판 자체의 열저항으로 인해 효과적인 방열이 이루어지기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 우수한 열전도도를 갖는 금속기판을 사용함으로써 방열 특성을 향상시킬 수 있는 금속 기판을 이용한 LED 패키지를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 LED 패키지의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,

제1 영역 및 절연물질에 의해 상기 제1 영역과 분리되어 전기적으로 고립된 복수의 제2 영역을 갖는 금속 기판; 및

상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 장착되는 LED를 포함하여,

상기 복수개의 제2 영역 중 두 개의 제2 영역이, 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극에 각각 전기적으로 연결되는 입출력 단자로 이용되는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지를 제공한다.

바람직하게, 상기 금속 기판은, Cu, Al 또는 Si로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 절연물질은, 글라스 또는 폴리머 재질인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 LED는, 상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 장착되고, 이웃한 두 개의 제2 영역에 n측 전극과 p측 전극이 각각 와이어 본딩된다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 LED는, 상기 복수개의 제2 영역 중 두 개 상면에 n측 전극과 p측 전극이 각각 플립칩 본딩된다. 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 LED는, 상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 n측 전극 또는 p측 전극이 접합되어 장착되고, 나머지 한 전극이 이웃한 제2 영역에 와이어 본딩된다.

본 발명에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지는, 상기 LED가 장착된 제2 영역 주위의 제1 영역 상에 형성되며, 상기 LED에서 방출되는 빛을 상부로 반사시키기 위한 경사면을 갖는 반사용 구조물을 더 포함할 수 있다. 더하여, 상기 반사용 구조물 및 상기 금속 기판이 형성하는 공간에 채워지며, LED로부터 방출되는 빛의 색상을 변환하는 형광체를 포함하는 몰드부를 더 포함할 수 있다. 더하여, 상기 반사용 구조물에 부착되어 상기 LED 상부에 배치되며, 상기 LED로부터 방출되는 빛의 방향 조절하는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,

금속 기판을 마련하는 단계;

상기 금속 기판 상면에, 상기 금속 기판을 관통하지 않으며 제1 영역 및 복수의 제2 영역을 구분하는 소정 패턴의 제1 트랜치를 형성하는 단계;

상기 제1 트랜치에 절연물질을 충진하는 단계;

상기 금속 기판의 하면에, 상기 제1 트랜치와 관통될 수 있도록 제2 트랜치를 형성하는 단계;

상기 제2 트랜치에 절연물질을 충진하여, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 전기적으로 고립시키는 단계;

상기 복수의 제2 영역 중 하나의 상면에 LED를 장착하는 단계; 및

상기 LED와 상기 복수의 제2 영역 중 일부를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법을 제공한 다.

바람직하게, 상기 제1 트랜치에 절연물질을 충진하는 단계는, 스핀 코팅법을 이용하여 액상 절연물질을 상기 제1 트랜치에 충진하는 단계; 및 상기 제1 트랜치에 충진된 액상 절연물질을 열처리하여 건조하는 단계를 포함한다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 트랜치에 절연물질을 충진하는 단계는, 스핀 코팅법을 이용하여 액상 절연물질을 상기 제2 트랜치에 충진하는 단계; 및 상기 제2 트랜치에 충진된 액상 절연물질을 열처리하여 건조하는 단계이다. 이 때, 상기 액상 절연물질은 액상 글래스 또는 액상 폴리머인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 LED를 장착하는 단계는, 상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 상기 LED를 부착하는 단계; 및 상기 LED가 부착된 제2 영역의 이웃한 제2 영역에 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극을 각각 와이어 본딩하는 단계로 이루어질 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 LED를 장착하는 단계는, 상기 복수개의 제2 영역 중 두 개 상면에 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극을 각각 플립칩 본딩하는 단계일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 LED를 장착하는 단계는, 상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 상기 LED의 n측 전극 또는 p측 전극을 접합하여 부착하는 단계; 및 상기 LED가 부착된 제2 영역의 이웃한 제2 영역에 나머지 한 전극을 와이어 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 절연 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법은, 상기 LED가 장착된 제2 영역 주위의 제1 영역 상에, 상기 LED에서 방출되는 빛을 상부로 반사시키기 위한 경사면을 갖는 반사용 구조물을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 더하여, 상기 반사용 구조물 및 상기 금속 기판이 형성하는 공간에 채워지며, LED로부터 방출되는 빛의 색상을 변환하는 형광체를 포함하는 몰드부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 더하여, 상기 반사용 구조물에 부착되어 상기 LED 상부에 배치되며, 상기 LED로부터 방출되는 빛의 방향 조절하는 렌즈부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 일부를 도시한 측단면도 및 평면도이다. 도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 실시형태에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지는, 제1 영역(111) 및 절연물질(113)에 의해 상기 제1 영역(111)과 분리되어 전기적으로 고립된 복수의 제2 영역(112a 내지 112c)을 갖는 금속 기판(11) 및 상기 복수개의 제2 영역(112a 내지 112c) 중 하나(112a)의 상면에 장착되는 LED(12)를 포함하여 구성된다.

본 발명은, 패키지에 사용되는 기판을 금속 재질의 기판(11)을 채택하는데 특징이 있다. 종래의 세라믹 기판, 인쇄 회로 기판 등과는 달리 금속 재질의 기판(11)을 채택함으로써 별도의 열방출 수단을 구비하지 않고서도 양호한 방열 특성을 얻을 수 있다. 상기 금속 기판(11)을 구성하는 재료로는 우수한 열전도도를 갖는 Cu 또는 Al이 선택될 수 있으며, 반도체 분야에서 다양하게 사용되며 비용이 저렴한 Si가 선택될 수도 있다.

상기 금속 기판(11)은 열전도도가 우수한 장점이 있으나 전기적으로도 도전성을 가지므로, 패키지를 구성하는 각 요소들을 전기적으로 분리하는데 유의하여야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 금속 기판(11)은, 제1 영역(111)과 상기 제1 영역(111)과 분리되어 전기적으로 고립된 복수개의 제2 영역(112a 내지 112c)을 포함하는 특징을 갖는다. 본 실시형태에서는 기판의 중심부에 전기적으로 고립된 세 개의 제2 영역(112a 내지 112c)이 형성된 일례이다. 즉, 본 실시형태의 금속 기판(11)은, 각 제2 영역(112a 내지 112c)이 제1 영역(111)과 분리된 섬(island)을 이루며, 상기 제1 영역(111) 및 세 개의 제2 영역(112a 내지 112c) 사이에는 절연물질(113)이 채워진 구조를 갖는다.

상기 절연물질(113)은 글라스 또는 폴리머가 사용될 수 있으며, 액상 글라스 또는 액상 폴리머를 스핀 코팅 공정을 이용하여 충진한 후 열처리하여 건조시킴으로써 형성될 수 있다.

본 실시형태에서, LED(12)는 상기 복수개의 제2 영역(112a 내지 112c) 중 가운데 위치한 제2 영역(112a)의 상면에 부착된다. 상기 LED(12)가 두 개의 전극이 동일 방향에 형성된 플래너 구조를 갖는 LED인 경우, 상기 LED(12)의 n측 전극 및 p측 전극은, LED(12)가 부착된 제2 영역(112a)의 이웃한 제2 영역(112b, 112c)에 와이어를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 도전성을 갖는 금속 기판(11)을 사용하므로, 금속 기판의 제2 영역(112b, 112c) 자체를 LED와 전기적 연결되는 입출력 단자로 이용할 수 있다. 즉, 입출력 단자로 사용되는 제2 영역(112b, 112c)의 상면은 패키지 내부에서 LED의 각 전극과 전기적으로 연결된 내부 단자로 사용될 수 있으며, 상기 입출력 단자로 사용되는 제2 영역(112b, 112c)의 하면은 패키지 외부에서 전기신호를 입출력 할 수 있는 외부 단자로 사용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 LED 패키지는 금속 기판을 채용함으로써 방열 특성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 전기적 고립 영역을 형성함으로써, 패키지의 내외부에 별도의 단자를 제작하는 공정을 생략할 수 있다.

상기 실시형태에서 설명된 LED의 장착 구조 이외에도 다양한 응용이 가능하 다. 도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 LED의 장착 형태를 도시한 측단면도이다.

먼저, 도 2의 (a)와 같이, 금속 기판(11)의 두 개의 제2 영역(112d, 112e) 상면에 LED(12')의 n측 전극과 p측 전극이 도전성 범프(B)를 이용하여 각각 플립칩 본딩될 수 있다. 본 실시형태는, 상기 LED(12')가 상기 도 1에 도시된 LED와 같이 두 개의 전극이 동일 방향에 형성된 플래너 구조를 갖는 경우에 적용될 수 있다. 본 실시형태에서는, LED(12')를 부착하기 위한 제2 영역이 필요하지 않으므로, 하나의 LED(12')를 장착하는데 두 개의 제2 영역(112d, 112e)이 필요하다.

다음으로, 도 2의 (b)와 같이, 금속 기판(11)의 두 개의 제2 영역(112d, 112e) 중 하나(112d)의 상면에 LED(12")의 n측 전극 또는 p측 전극이 접합되어 부착되고, 나머지 한 전극이 이웃한 하나의 제2 영역(112e)에 와이어 본딩될 수 있다. 본 실시형태에서 채용된 LED(12")는, 상기 도 1 및 도 2의 (a)에 도시된 플래너 구조의 LED와는 달리, LED의 양측에 각각 전극이 형성된 수직구조의 LED이다. 이 수직구조 LED(12")는 일측 전극 자체를 제2 영역 중 하나(112d)에 접합하여 고정시키고, 나머지 전극을 와이어 본딩하여 이웃한 하나의 제2 영역(112e)에 전기적으로 연결할 수 있다. 본 실시형태에는, LED(12")의 부착과 일측 전극의 전기적 연결을 동시에 하나의 제2 영역(112d)에서 구현할 수 있으므로, 상기 도 2의 (a)에 도시된 실시형태와 마찬가지로 하나의 LED(12")를 장착하는데 두 개의 제2 영역(112d, 112e)이 필요하다.

도 3는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지를 도시한 측단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 LED 패키지는, 전술한 도 1에 도시된 LED 패키지에 반사구조물(13), 형광체를 함유하는 몰딩부(14) 및 렌즈부(15)를 더 포함하는 구조를 갖는다.

상기 반사용 구조물(13)은 별도의 기판에 경사면을 갖는 홀을 형성한 후, 상기 홀의 내부에 LED(12)가 위치하도록 패키지의 금속 기판(11)과 접합시켜 형성할 수 있다. 즉, 상기 반사용 구조물(13)은 상기 LED(12)를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 상기 LED(12) 측에 위치한 상기 반사용 구조물(13)의 측면은 상기 LED(12)가 장착된 방향으로 경사를 갖는 경사면으로 형성될 수 있으며, 상기 경사면에는 고반사성 물질이 도포될 수 있다. 따라서, 상기 LED(12)로부터 이 경사면으로 방출된 빛은 상부로 반사되어 LED 패키지로부터 방출되는 광효율을 증가시킬 수 있다.

LED 패키지에서 방출되는 빛의 색상을 변환하기 위해, 형광체를 포함하는 몰드부가 상기 반사용 구조물의 내부에 충진될 수 있다. 예를 들어, 청색광을 방출하는 LED(12)를 채용한 LED 패키지에서 백색광을 생성하고자 하는 경우, 상기 몰드부는 황색 YAG와 같은 형광체를 균일하게 함유하여 형성될 수 있다.

또한, 빛이 방출되는 LED(12)의 상부에는 빛의 방향성을 조절할 수 있는 렌즈부(15)가 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈부(15)는 연속적인 하나의 곡면을 갖는 형태로 형성될 수도 있으며, 미세한 곡면 구조가 다수 배열된 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 렌즈부(15)는 글라스 재질의 플레이트 와 상기 글라스 플레이트 상에 형성된 미세 렌즈 구조의 마이크로 옵틱스(micro-optics)(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 마이크로 옵틱스는 그 하부의 LED(12)로부터 방출되는 빛을 반사 또는 굴절시켜 원하는 방향성을 갖는 빛이 LED 패키지로부터 출력될 수 있게 조정한다. 더하여, 상기 렌즈부(15)는 상기 반사용 구조물의 상면에 부착되어 LED(12)를 외부의 영향으로부터 차단시키는 역할도 동시에 수행할 수 있다.

본 발명은 전술한 금속 기판을 이용한 LED 패키지를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 패키지의 제조 방법이, 그 공정 순서대로 도 4의 (a) 내지 (f)에 도시된다.

먼저, 도 4의 (a)와 같이, 금속 기판(11)을 마련하고, 상기 금속 기판(11) 상면에, 상기 금속 기판을 관통하지 않으며 제1 영역 및 복수의 제2 영역을 구분하는 소정 패턴의 제1 트랜치(T)를 형성한다. 상기 제1 트랜치(T)를 형성하는 공정에는 통상적인 식각법이 이용될 수 있다.

이어, 도 4의 (b)와 같이, 상기 제1 트랜치(도 4 (a)의 T)에 절연물질(113')을 충진한다. 이 절연물질(113')을 충진하는 공정은, 스핀 코팅법을 이용하여 액상 절연물질을 상기 제1 트랜치에 충진한 후, 상기 제1 트랜치에 충진된 액상 절연물질을 열처리하여 건조함으로써 절연막의 형태로 고착시킨다. 상기 액상 절연물질은 액상 글래스 또는 액상 폴리머인 것이 바람직하다. 스핀 코팅 공정 후, 상기 금속 기판(11)의 상면에도 절연물질이 고착된 상태로 잔류할 수 있으므로, 화학기계적 연마 공정(Chemical Mechanical Polishing: CMP)을 이용하여 금속 기판(11)의 상면에 잔류한 절연 물질을 제거한다.

이어, 도 4의 (c)와 같이, 상기 금속 기판의 하면에, 상기 제1 트랜치(도 4 (a)의 T)와 관통될 수 있도록 제2 트랜치(T')를 형성한다. 이 때, 상기 제1 트랜치의 형성 공정과 마찬가지로, 통상적인 식각법이 이용될 수 있다.

이어, 도 4의 (d)와 같이, 상기 제2 트랜치(도 4 (c)의 T')에 절연물질을(113) 충진하여, 상기 제1 영역(111)과 상기 제2 영역(112a 내지 112c)을 전기적으로 고립시킨다. 이 공정 역시, 상기 도 4의 (b)에서 설명된 바와 같이, 액상 절연 물질을 스핀 코팅 공정을 이용하여 상기 제2 트랜치에 충진시킨 후, 상기 제2 트랜치에 충진된 액상 절연물질을 열처리하여 건조함으로써 절연막의 형태로 고착시킨다. 이어, 화학기계적 연마 공정(Chemical Mechanical Polishing: CMP)을 이용하여 금속 기판(11)의 하면에 잔류한 절연 물질을 제거한다.

이어, 도 4의 (e)와 같이, 상기 복수의 제2 영역(112a 내지 112c) 중 하나(112a)의 상면에 LED(12)를 장착하고, 상기 LED(12)의 n측 전극과 p측 전극을 상기 복수의 제2 영역 중 일부(112b, 112c)에 전기적으로 연결한다.

도 4의 (e)에 도시된 것과 같이, 플래너 구조의 LED를 와이어 본딩하는 실시형태에서는, 상기 복수개의 제2 영역(112a 내지 112c) 중 하나(112a) 상면에 상기 LED(12)를 부착한 후, 상기 LED(12)가 부착된 제2 영역(112a)의 이웃한 제2 영역(112b, 112c)에 상기 LED(12)의 n측 전극과 p측 전극을 각각 와이어 본딩함으로써 본 공정이 완료된다.

한편, 상기 도 3의 (a)와 같은 실시형태에서는, 상기 복수개의 제2 영역 중 두 개 상면에 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극을 각각 플립칩 본딩함으로써 본 공정이 완료된다. 또한, 상기 도 3의 (b)와 같은 실시형태에서는, 상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 상기 LED의 n측 전극 또는 p측 전극을 접합하여 전기적인 연결 및 물리적인 부착을 동시에 형성한 후, 상기 LED가 부착된 제2 영역의 이웃한 제2 영역에 나머지 한 전극을 와이어 본딩함으로써 본 공정이 완료된다.

최종적으로, 도 4의 (f)와 같이, 상기 LED(12)가 장착된 제2 영역 주위의 제1 영역 상에, 상기 LED(12)에서 방출되는 빛을 상부로 반사시키기 위한 경사면을 갖는 반사용 구조물(13)을 형성하고, 상기 반사용 구조물(13)과 금속 기판(11)이 형성하는 공간에 형광체를 함유한 몰딩부(14)를 형성하고, 상기 반사용 구조물(13)에 부착되어 상기 LED(12) 상부에 배치되며, 상기 LED로(12)부터 방출되는 빛의 방향 조절하는 렌즈부(15)를 형성함으로써 금속 기판을 이용한 LED 패키지가 완성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 금속 기판을 이용한 LED 패키지는 적절하게 전기적으로 고립된 영역을 갖는 금속 기판을 채용함으로써 LED로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 더하여, 기판의 일부 영역 자체를 LED와의 전기적 연결을 위한 단자로 사용할 수 있어, 별도의 단자를 형성하는 공정을 생략할 수도 있다.

상기 본 발명에 대한 상세한 설명에서는, 하나의 LED를 이용한 패키지의 형 태를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 변형을 통해 다수의 LED를 사용한 패키지, 어레이 형태의 패키지 등이 가능하다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이며, 상기 LED는 다량의 열을 방출하는 소자, 칩 등의 균등물에 의해 대체될 수 있을 것이라는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 우수한 열전도도를 가지며 적절하게 전기적으로 고립된 복수의 영역을 갖는 금속기판을 사용함으로써, LED 패키지의 방열 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 이를 통해, LED 패키지 내에 포함된 LED의 특성 변화를 방지하고, 신뢰도를 개선할 수 있는 효과가 있다.

더하여, 기판의 일부 영역 자체를 LED와의 전기적 연결을 위한 단자로 사용할 수 있어, 별도의 단자를 형성하는 공정을 생략함으로써, 제조 공정의 단순화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

1. 제1 영역 및 절연물질에 의해 상기 제1 영역과 분리되어 전기적으로 고립된 복수의 제2 영역을 갖는 금속 기판; 및

   상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 장착되는 LED를 포함하여,

   상기 복수개의 제2 영역 중 두 개의 제2 영역이, 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극에 각각 전기적으로 연결되는 입출력 단자로 이용되는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속 기판은,

   Cu, Al 또는 Si로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
3. 제1항에 있어서, 상기 절연물질은,

   글라스 또는 폴리머 재질인 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
4. 제1항에 있어서, 상기 LED는,

   상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 부착되고, 이웃한 두 개의 제2 영역에 n측 전극과 p측 전극이 각각 와이어 본딩된 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
5. 제1항에 있어서, 상기 LED는,

   상기 복수개의 제2 영역 중 두 개 상면에 n측 전극과 p측 전극이 각각 플립칩 본딩된 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
6. 제1항에 있어서, 상기 LED는,

   상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 n측 전극 또는 p측 전극이 접합되어 부착되고, 나머지 한 전극이 이웃한 제2 영역에 와이어 본딩된 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
7. 제1항에 있어서,

   상기 LED가 장착된 제2 영역 주위의 제1 영역 상에 형성되며, 상기 LED에서 방출되는 빛을 상부로 반사시키기 위한 경사면을 갖는 반사용 구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
8. 제7항에 있어서,

   상기 반사용 구조물 및 상기 금속 기판이 형성하는 공간에 채워지며, LED로부터 방출되는 빛의 색상을 변환하는 형광체를 포함하는 몰드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
9. 제7항에 있어서,

   상기 반사용 구조물에 부착되어 상기 LED 상부에 배치되며, 상기 LED로부터 방출되는 빛의 방향 조절하는 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
10. 금속 기판을 마련하는 단계;

    상기 금속 기판 상면에, 상기 금속 기판을 관통하지 않으며 제1 영역 및 복수의 제2 영역을 구분하는 소정 패턴의 제1 트랜치를 형성하는 단계;

    상기 제1 트랜치에 절연물질을 충진하는 단계;

    상기 금속 기판의 하면에, 상기 제1 트랜치와 관통될 수 있도록 제2 트랜치를 형성하는 단계;

    상기 제2 트랜치에 절연물질을 충진하여, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 전기적으로 고립시키는 단계;

    상기 복수의 제2 영역 중 하나의 상면에 LED를 장착하고, 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극을 상기 복수의 제2 영역 중 일부에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 트랜치에 절연물질을 충진하는 단계는,

    스핀 코팅법을 이용하여 액상 절연물질을 상기 제1 트랜치에 충진하는 단계; 및

    상기 제1 트랜치에 충진된 액상 절연물질을 열처리하여 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
12. 제10항에 있어서,상기 제2 트랜치에 절연물질을 충진하는 단계는,

    스핀 코팅법을 이용하여 액상 절연물질을 상기 제2 트랜치에 충진하는 단계; 및

    상기 제2 트랜치에 충진된 액상 절연물질을 열처리하여 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    상기 액상 절연물질은 액상 글래스 또는 액상 폴리머인 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
14. 제10항에 있어서, 상기 연결하는 단계는,

    상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 상기 LED를 부착하는 단계; 및

    상기 LED가 부착된 제2 영역의 이웃한 제2 영역에 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극을 각각 와이어 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
15. 제10항에 있어서, 상기 연결하는 단계는,

    상기 복수개의 제2 영역 중 두 개 상면에 상기 LED의 n측 전극과 p측 전극을 각각 플립칩 본딩하는 단계인 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
16. 제10항에 있어서, 상기 연결하는 단계는,

    상기 복수개의 제2 영역 중 하나의 상면에 상기 LED의 n측 전극 또는 p측 전극을 접합하여 부착하는 단계; 및

    상기 LED가 부착된 제2 영역의 이웃한 제2 영역에 나머지 한 전극을 와이어 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
17. 제10항에 있어서,

    상기 LED가 장착된 제2 영역 주위의 제1 영역 상에, 상기 LED에서 방출되는 빛을 상부로 반사시키기 위한 경사면을 갖는 반사용 구조물을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 반사용 구조물 및 상기 금속 기판이 형성하는 공간에 채워지며, LED로부터 방출되는 빛의 색상을 변환하는 형광체를 포함하는 몰드부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지.
19. 제17항에 있어서,

    상기 반사용 구조물에 부착되어 상기 LED 상부에 배치되며, 상기 LED로부터 방출되는 빛의 방향 조절하는 렌즈부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판을 이용한 LED 패키지의 제조 방법.

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