KR100621154B1 - 발광 다이오드 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 다이오드의 제조방법에 관한 것이며, 특히 백라이트용 광원으로 사용하기에 적절한 발광 다이오드로서, 종래의 제조 방법을 개선하여 발광 다이오드의 두께를 보다 얇게 형성할 수 있는 발광 다이오드 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법은 기판을 준비하는 단계와, 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계와, 발광칩을 덮도록 투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계와, 투명 몰딩제를 덮도록 불투명 몰딩제로 2차 몰딩하는 단계와, 투명 몰딩제가 드러나도록 불투명 몰딩제를 연마가공하는 단계 및 개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함한다.
발광 다이오드, 리플렉터형, 칩형, 제조 방법
Description
도1은 종래의 리플렉터 타입 사이드 뷰(side view)용 발광 다이오드의 사시도를 나타낸다.
도2는 종래의 칩 타입 탑 뷰(top view)용 발광 다이오드의 사시도를 나타낸다.
도3a 내지 도3e는 본 발명에 따른 사이드 뷰용 발광 다이오드 제조방법을 나타낸다.
도4는 본 발명의 제조방법에 따른 발광 다이오드의 소잉전 평면도를 나타낸다.
도5 및 도6은 각각 본 발명의 제조방법에 따라 소잉 공정이 완료된 발광 다이오드의 단면도 및 평면도를 나타낸다.
도7은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 사이드 뷰용 발광용 발광 다이오드의 사시도를 나타낸다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
31 : 인쇄회로기판 32 : 발광칩
33 : 와이어 34 : 투명 몰딩제
35 : 불투명 몰딩제
본 발명은 발광 다이오드(LED)의 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 발광 다이오드의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 백라이트용 광원으로 사용하기에 적절한 발광 다이오드로서, 종래의 제조 방법을 개선하여 발광 다이오드의 두께를 보다 얇게 형성할 수 있는 발광 다이오드 제조방법에 관한 것이다.
종래의 백라이트 광원용 발광 다이오드로는 도1에 도시된 바와 같은 리플렉터(reflector) 타입과 도2에 도시된 바와 같은 칩(chip) 타입이 있다.
도1의 리플렉터 타입은 리드 프레임에 합성수지 등의 재질로 리플렉터, 즉 반사부를 형성하고 발광칩을 실장하고, 발광칩을 와이어 본딩 한 후 그 위에 발광칩 및 와이어를 보호하기 위한 투명 몰딩부, 예컨대 액상 에폭시 또는 실리콘 수지를 몰딩 또는 성형함으로써 형성하였다.
도2의 칩 타입은 전극들이 형성되어 있는 발광 다이오드용 인쇄회로기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하고, 발광칩과 인쇄회로기판의 전극들을 와이어 본딩으로 연결한 후 트랜스퍼 몰딩(transfer molding), 또는 인젝션 몰딩(injection molding)에 의해 발광칩과 와이어를 보호하기 위한 투명 몰딩부를 형성한 후 소잉(sawing) 공정을 통해 개별 발광 다이오드로 절단함으로써 제조하게 된다.
그러나, 도1의 리플렉터 타입은, 반사부에 의해 방사각이 좁혀져 광효율을 높일 수 있다는 장점이 있으나, 제조 방법 측면에서 생산성이 떨어져 비용과 양산성 측면에서 칩 타입에 비해 불리하다. 또한, 리플렉터의 사출금형의 한계로 인하여 제품의 두께를 줄이는데는 한계가 있다.
또한, 도2의 칩 타입은, 그 제조 방법 측면에서 비용이 적게 들고 대량생산이 쉽다는 장점이 있는 반면에, 방사각이 넓어 빛이 정면뿐만 아니라 측면으로도 퍼지기 때문에 정면으로 향하는 빛의 양이 리플렉터 타입보다 적어 광효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 도2의 칩 타입에 접착 방식으로 리플렉터를 기판에 접착할 경우 그 틈새로 빛이 샐 수 있고, 접착제 신뢰성에 따라 리플로우(reflow) 중에 가해지는 고열에서 접착력이 저하되어 불량이 발생할 가능성이 높아진다.
이와 관련하여, 특허공개번호 2004-92838호는 방사각을 좁혀 광이용효율을 높이기 위한 리플렉터형 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 개시하고 있다. 여기에 개시된 제조 방법 역시 제품의 두께를 줄이는 데는 한계가 있다.
본 발명은 발광 다이오드, 그 중에서도 특히 사이드뷰용 제품의 두께를 얇게 하여 0.4t 이하의 두께를 갖는 사이드 뷰용 발광다이오드를 대량생산할 수 있는 발광 다이오드 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 스크린 인쇄와 트랜스퍼 몰딩으로 몰딩 공정을 수행함으로써 접착의 신뢰성을 확보하고, 생산성이 대폭 향상된 발광 다이오드 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계; 상기 발광칩을 덮도록 투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계; 상기 투명 몰딩제를 덮도록 불투명 몰딩제로 2차 몰딩하는 단계; 상기 투명 몰딩제가 드러나도록 상기 불투명 몰딩제를 제거하는 단계 및 개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계; 상기 발광칩을 덮도록 투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계; 상기 투명 몰딩제의 상부면을 덮지 않도록 불투명 몰딩제를 2차 몰딩하는 단계 및 개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광 다이오드 제조 방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계; 상기 발광칩 둘레에 소정 측벽을 형성하도록 불투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계; 상기 측벽 내에 위치한 상기 발광칩을 봉지하도록 투명 몰딩제로 2차 몰딩하는 단계 및 개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도3a 내지 도3e는 본 발명에 따른 발광 다이오드 제조방법을 나타낸다.
도3a와 같이, 발광 다이오드용 인쇄회로기판(31)을 준비한다. 인쇄회로기판(31)에는 발광칩(32)의 전기 접속을 위한 전극(미도시)이 소정 위치에 형성되어 있 어야 한다.
그리고 나서, 도3b와 같이, 인쇄회로기판(31)의 전극 위치에 각각 발광칩(32)들을 실장하고, 발광칩(32) 들을 와이어 본딩에 의해 인쇄회로기판(31) 상의 대응하는 전극과 각각 연결시킨다.
도3c에서, 발광칩(32)과 와이어(33)를 봉지하기 위하여, 투명 몰딩제(34)로 1차 몰딩을 실시한다. 이때 1차 몰딩에 사용되는 투명 몰딩제(34)는 에폭시나 실리콘 수지를 사용할 수 있다. 또한, 투명 몰딩제(34)에 백색광을 형성할 수 있도록 형광체나 확산제를 일부 섞어서 사용할 수 있다.
투명 몰딩제(34)는 열이나 UV 조사 등에 의해 경화가 되는 수지를 사용하며, 마스크를 이용하거나 스크린 인쇄로 필요한 형태로 성형한 뒤에 열이나 UV 조사를 통해 경화시킨다. 한편, 상기 투명 몰딩제는 트랜스퍼 몰딩 또는 인젝션 몰딩에 의할 수도 있다.
그리고 나서, 도3d와 같이, 투명 몰딩제(34)를 포함한 기판 전체를 덮도록, 불투명 몰딩제(35)를 도포한다. 불투명 몰딩제(35)로는 PPA와 같은 불투명한 내열성 수지가 사용될 수 있다.
불투명 몰딩제(35)의 성형 방법으로는 스크린 인쇄, 트랜스퍼 몰딩이나 인젝션 몰딩 방법으로 형성하거나, 또는 격벽을 가진 성형기로 몰딩제의 상부를 누른 후 경화시켜 불투명 몰딩제(35)를 형성하고, 성형 후에 열이나 UV에 의해 경화하는 방법을 사용할 수 있다.
트랜스퍼 몰딩은 고체 형태의 태블릿을 고온 고압에서 가공하는 방법이고, 인젝션 몰딩은 틀에 액상 수지를 주입한 뒤에 열경화시키는 가공 방법이다.
그리고 나서, 도3e에 도시된 바와 같이, 불투명 몰딩제(35)의 상면을 투명 몰딩제(34)가 드러날 때까지 연마 혹은 폴리싱 가공 한다.
실시예에 따라서는 불투명 몰딩제(35)를 몰딩할 때, 트랜스퍼 몰딩 또는 인젝션 몰딩에 의해 투명 몰딩제(34)의 상부면을 덮지 않도록 몰딩하면 연마 또는 폴리싱 공정을 생략할 수도 있다.
상기 실시예에서는 1차 몰딩시 투명 몰딩제를 이용하여, 발광칩과 와이어를 봉지한 후, 2차 몰딩시 불투명 몰딩제를 도포하는 것을 설명하고 있으나, 이와는 반대로, 1차 몰딩시 불투명 몰딩제를 이용하여 발광칩과 와이어의 둘레에 측벽을 형성한 후, 2차 몰딩시 투명 몰딩제를 이용하여 발광칩과 와이어를 봉지할 수도 있다.
도4는 연마 또는 폴리싱 공정이 완료된 기판의 상면도를 나타낸다. 상면에는 발광칩(32)를 덮고 있는 투명 몰딩제(34)와 기타 부분을 덮고 있는 불투명 몰딩제(35)가 보인다. 제조 공정에 따라 한 기판에서 생산될 수 있는 발광 다이오드의 수는 가변적이다.
그리고 나서, 기판을 개별 발광 다이오드로 소잉(sawing) 공정에 의해 절단한다. 소잉 공정은 블레이드 또는 레이저를 사용하여 수행할 수 있다.
소잉 공정 후에는 커팅된 면을 클리닝하는 공정이 필수적이다.
도5 및 도6은 각각 소잉 공정이 완료된 본 발명에 따른 발광 다이오드의 단면도 및 평면도이다.
도5와 도6를 참조하면, 불투명 몰딩제(35)는 반사부를 구성하며, 발광칩(32)에서 발광되는 빛 중 측면으로 방사된 빛은 불투명 몰딩제(35)에 의해 반사되고 상방으로 방사된 빛은 직접 발광 다이오드의 상방으로 출력된다.
도7은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 발광 다이오드의 발광 형태를 나타내며, 도7에 도시된 바와 같이 발광칩(32)에서 방사되는 빛의 방사각이 약 120도 정도로 좁혀져 광효율이 향상된다.
본 발명에 따른 발광 다이오드를 사이드 뷰용으로 사용하기 위해서는 이와 같이 제조된 발광 다이오드를 기판상에 도7에 도시된 형태로 옆으로 눕혀서 실장한다.
실시예에 따라서는, 도7과 달리 기판상에 본 발명에 따른 발광 다이오드를 실장할 때 발광부가 인쇄회로기판의 상방을 향하도록 실장하여 사이드 뷰가 아닌 탑 뷰 방식으로 사용할 수도 있다. 이때도 방사각이 120도 정도가 되기 때문에 상방으로의 광 출력이 일반적인 칩형 탑 뷰용 발광다이오드보다 높은 광도를 얻을 수 있다.
실시예에 따라서는, 발광칩(32)으로 블루칩을 사용하고 투명 몰딩제(34)에 형광체를 섞어서 백색광을 출력하는 발광 다이오드를 만들 수 있고 레드, 그린, 블 루 등의 칩을 사용해 다양한 컬러를 출력하는 발광 다이오드를 구현할 수도 있다.
발광칩(32)으로 블루칩을 사용하는 경우는 발광하는 발광칩 위에 그 광의 일부를 여기원으로서 황록색 또는 황색 발광하는 형광체를 부착시켜 발광칩의 청색 발광과 형광체의 황록색 또는 황색 발광에 의해 백색을 얻을 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는, 발광칩(32)으로 레드, 그린, 블루 등의 칩을 복수개 사용할 수도 있는데 이 경우는 일부와 형광체에 의해 파장 변환된 2차 발광이 혼색되어 백색광을 구현할 수 있다.
본 발명에 따라 제조되는 발광 다이오드는 종래의 칩 타입 사이드 뷰용 발광 다이오드에 비해 방사각을 100~130도로 줄여 필요 없는 부분으로까지 발광되는 빛의 양을 줄여 발광 다이오드의 광이용 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 제조방법에 따르면, 종래의 제조 방법에 의할 경우 리플렉터형 사이드 뷰용 발광 다이오드에서는 사출 금형에서의 한계 때문에 두께를 낮출 수 없었던 것을 제품을 블레이드 또는 레이저로 소잉 공정에 의해 처리함으로써 두께를 0.35t 이하로 줄일 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 제조방법에 따르면, 발광 다이오드의 두께를 줄임으로써 완제품인 백라이트용 장치의 두께를 줄일 수 있다.
실시예에 따라서는 투명 몰딩제(34)에 형광체를 혼합하여 다양한 색의 광을 출력하는 발광 다이오드를 만들 수 있고 발광칩은 예컨대 적색, 녹색, 청색 등의 다양한 색의 발광칩을 사용하여 발광 다이오드를 구현할 수도 있다. 발광칩(32)으로 청색 발광칩을 사용하는 경우에는 발광칩 위에 황록색 또는 황색 발광하는 형광체를 부착시켜 발광칩의 청색 발광과 형광체의 황록색 또는 황색 발광이 혼합되어 백색광을 얻을 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는 발광칩으로 적색, 녹색, 청색 등의 칩을 복수개 사용할 수도 있으며 이 경우에 형광체를 더 포함하여 다양한 색의 광을 얻을 수도 있다. 본 발명의 발광 다이오드 제조방법에 따르면, 몰딩제를 도팅하는 방법이 아닌 트랜스퍼 몰딩, 혹은 인젝션 몰딩에 의해 한 번의 공정으로 수행함으로써 대량 생산에 훨씬 유리하다.
이상 본 발명을 실시예를 참조하여 설명하였으나, 이상의 설명한 실시예들은 하나의 예시로서, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 정해지고, 당업자들은 본 발명의 범위에 속하는 범위 내에서 위 실시예 들에 다양한 변형 가할 수 있음을 이해할 것이며, 이들은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.
Claims (5)
- 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계;상기 발광칩을 덮도록 투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계;상기 투명 몰딩제를 덮도록 불투명 몰딩제로 2차 몰딩하는 단계;상기 투명 몰딩제가 드러나도록 상기 불투명 몰딩제를 제거하는 단계 및개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계;상기 발광칩을 덮도록 투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계;상기 투명 몰딩제의 상부면을 덮지 않도록 불투명 몰딩제를 2차 몰딩하는 단계 및개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 소정 위치에 발광칩을 실장하는 단계;상기 발광칩 둘레에 소정 측벽을 형성하도록 불투명 몰딩제로 1차 몰딩하는 단계;상기 측벽 내에 위치한 상기 발광칩을 봉지하도록 투명 몰딩제로 2차 몰딩하는 단계 및개별 발광 다이오드로 소잉(sawing)하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,상기 1차 몰딩은 스크린 인쇄, 트랜스퍼 몰딩 또는 인젝션 몰딩으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,상기 2차 몰딩은 스크린 인쇄, 트랜스퍼 몰딩 또는 인젝션 몰딩으로 몰딩하는 발광 다이오드 제조 방법.
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