KR100694847B1 - Light emitting diode and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR100694847B1
KR100694847B1 KR1020050089454A KR20050089454A KR100694847B1 KR 100694847 B1 KR100694847 B1 KR 100694847B1 KR 1020050089454 A KR1020050089454 A KR 1020050089454A KR 20050089454 A KR20050089454 A KR 20050089454A KR 100694847 B1 KR100694847 B1 KR 100694847B1
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light emitting
emitting diode
frame substrate
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heat sink
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KR1020050089454A
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최유나
인치억
박종원
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알티전자 주식회사
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Abstract

An LED is provided to facilitate coupling of a heat sink slug by using a hole structure for easily bonding the heat sink slug to a frame substrate having a circuit pattern. A frame substrate includes a coupling hole, a protrusion protruding inward from the upper part of the inner circumferential surface of the coupling hole, and an electrode terminal formed as a circuit pattern in the periphery of the coupling hole. A heat sink slug is placed on the lower surface of the protrusion to be bonded to the protrusion. An LED chip(130) is mounted on the heat sink slug exposed through the coupling hole. A conductive coupling unit electrically connects the LED chip with the electrode terminal. A lens(150) is coupled to the frame substrate to cover the LED chip. The electrode terminal penetrates the frame substrate to be formed on the upper and the lower surface of the frame substrate, and the conductive coupling unit is a conductive wire(140). The longitudinal section of the lens includes an upper surface of a wave type.

Description

발광 다이오드 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

도 1은 종래기술에 따른 발광 다이오드의 사시도.1 is a perspective view of a light emitting diode according to the prior art.

도 2는 종래기술에 따른 발광 다이오드의 구조과 제작순서를 개략적으로 설명하기 위한 도 1의 A-A'를 절개한 사시도.FIG. 2 is a perspective view taken along line AA ′ of FIG. 1 for schematically illustrating a structure and fabrication procedure of a light emitting diode according to the prior art; FIG.

도 3은 종래기술에 따른 다른 발광 다이오드를 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing another light emitting diode according to the prior art.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도.4 is a perspective view of a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 도 3의 발광 다이오드의 절개사시도.5 is a cutaway perspective view of the light emitting diode of FIG. 3;

도 6은 도 3의 발광 다이오드의 발광특성을 설명하기 위한 종단면도.FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view for describing light emission characteristics of the light emitting diode of FIG. 3. FIG.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈표면이 평면인 발광 다이오드의 종단면도.7 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode having a planar lens surface in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 비교실험에 사용된 웨이브(Wave) 타입의 렌즈를 확대한 종단면도.8 is an enlarged longitudinal sectional view of a wave type lens used in a comparative experiment.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드의 제조 방법을 나타낸 순서도.9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

200 : 발광 다이오드 210 : 프레임기판200: light emitting diode 210: frame substrate

213 : 결합홀 215 : 단턱213: coupling hole 215: step

217 : 전극단자 220 : 히트싱크 슬러그217: electrode terminal 220: heat sink slug

230 : 발광 다이오드칩 240 : 금(Au)와이어230: light emitting diode chip 240: gold (Au) wire

250 : 렌즈 260 : PCB250: Lens 260: PCB

본 발명은 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode and a method of manufacturing the same.

종래의 발광 다이오드를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 리드프레임(Lead frame)(17)에 플라스틱계 수지로 몰딩하여 하우징(10)을 형성하고, 하우징(10)의 중앙에 형성된 홀에 발광 다이오드 칩(30)으로부터 발생되는 열을 외부로 배출하는 히트싱크(Heat Sink)(20)가 삽입된다. 히트싱크(20)의 상면에 발광 다이오드 칩(30)이 실장되고, 발광 다이오드 칩(30)과 리드프레임(17)이 와이어(40)로 본딩된 후, 프라스틱 렌즈(50)를 실리콘(Silicon) 또는 에폭시(Epoxy)로 하우징(10)에 고정하여 발광 다이오드(1)가 완성된다. Referring to FIGS. 1 and 2, a conventional light emitting diode is molded in a lead frame 17 with a plastic resin to form a housing 10, and a hole formed in the center of the housing 10. A heat sink 20 for discharging heat generated from the light emitting diode chip 30 to the outside is inserted. After the LED chip 30 is mounted on the top surface of the heat sink 20, the LED chip 30 and the lead frame 17 are bonded to the wire 40, and then the plastic lens 50 is bonded to silicon. Alternatively, the light emitting diode 1 is completed by fixing to the housing 10 with epoxy.

이와 같은 발광 다이오드는 제작 시에 히트싱크(20)를 낱개로 하우징(10)에 삽입해야 하는 바, 대량 양산에 적합하지 않은 문제점이 있으며, 발광 다이오드를 표면실장(SMT)할 때 리드프레임(17)과 히트싱크(20)의 저면에 단차가 발생하기 쉬워 히트싱크(20)의 저면이 PCB(미도시) 상에 완전히 밀착되지 않아 방열성능이 저하되는 문제가 발생하기 쉽다.Such a light emitting diode has to be inserted into the housing 10 individually by the heat sink 20 at the time of manufacture, there is a problem that is not suitable for mass production, the lead frame (17) when surface-mounting the light emitting diode (SMT) ) And the bottom of the heat sink 20 are likely to generate a step, so that the bottom of the heat sink 20 is not completely adhered to the PCB (not shown).

종래의 다른 형태의 발광 다이오드를 도 3을 참조하여 설명하면, 리드프레임(117) 주위에 폴리아미드(Polyamide)계 플라스틱(PA,PPA 등)수지로 사출하여 하우징(110)을 형성하고, 하우징(110)의 오목하게 들어간 부분에 발광 다이오드 칩(130)을 실장하고 리드프레임(117)과 와이어(140)로 본딩한 후에, 하우징(110)의 상면에 실리콘 또는 에폭시를 도포함으로써 렌즈(150)를 형성하여 발광 다이오드(100)가 완성된다.Referring to FIG. 3, another conventional light emitting diode is formed by injecting a polyamide-based plastic (PA, PPA, etc.) resin around the lead frame 117 to form a housing 110. After mounting the LED chip 130 in the recessed portion of the 110 and bonding the lead frame 117 and the wire 140, the lens 150 is applied by applying silicon or epoxy to the upper surface of the housing 110 To form the light emitting diode 100 is completed.

이와 같은 발광 다이오드(100)는 제조 공정 상에 렌즈(150)를 형성하기 위한 실리콘 또는 에폭시의 도포 시에, 즉 일정 양을 디스펜싱(Dispensing)하는 데 있어, 편차가 발생하여 발광 다이오드 마다 광학적 특성의 차이가 발생하는 문제점이 있다.Such a light emitting diode 100 has an optical characteristic for each light emitting diode due to a deviation in the application of silicon or epoxy for forming the lens 150 in the manufacturing process, that is, in dispensing a certain amount. There is a problem that the difference occurs.

본 발명은 제작 시에 히트싱크 슬러그의 결합이 용이하고, PCB 상에 표면실장(SMT) 시에 일반 리플로우(Reflow) 방식으로 솔더링(Soldering)하여 대량 양산에서의 생산성을 높이기에 적합한 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is easy to combine the heat sink slug at the time of manufacturing, and the light emitting diode suitable for increasing the productivity in mass production by soldering (Soldering) in a general reflow method during surface mount (SMT) on the PCB and It is to provide a manufacturing method.

또한, 본 발명은 광효율이 우수하고 균일한 광학적 특성을 갖는 렌즈를 구비한 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides a light emitting diode having a lens having excellent light efficiency and uniform optical characteristics, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 결합홀과, 상기 결합홀의 내주면의 상단부에서 내측으로 돌출된 단턱과, 상기 결합홀의 주변에 회로패턴으로 형성되는 전극단자를 포함하는 프레임기판과; 상기 단턱의 하면에 안착되어 본딩 결합되는 히트싱크 슬러그와; 상기 결합홀을 통해 노출되는 히트싱크 슬러그에 실장되는 발광 다이오드칩과; 상기 발광 다이오드칩과 상기 전극단자를 전기적으로 연결하는 전도성 결합수단과; 상기 프레임기판의 상면에 결합되어 상기 발광 다이오드칩을 커버하는 렌즈를 포함하는 발광 다이오드가 제공된다.According to an aspect of the invention, the frame substrate including a coupling hole, a stepped protruding inward from the upper end of the inner peripheral surface of the coupling hole, and the electrode terminal formed in the circuit pattern around the coupling hole; A heat sink slug seated and bonded to the bottom surface of the stepped portion; A light emitting diode chip mounted on the heat sink slug exposed through the coupling hole; Conductive coupling means for electrically connecting the light emitting diode chip and the electrode terminal; A light emitting diode is coupled to an upper surface of the frame substrate and includes a lens covering the light emitting diode chip.

상기 전극단자는 상기 프레임기판을 관통하여 상기 프레임기판의 상면과 하면에 형성되고, 상기 전도성 결합수단은 도전성 와이어인 것이 바람직하다.The electrode terminal is formed through the frame substrate on the upper and lower surfaces of the frame substrate, the conductive coupling means is preferably a conductive wire.

상기 렌즈의 종단면은 웨이브(Wave) 형상의 상면을 포함하는 것이 바람직하다.The longitudinal cross section of the lens preferably includes an upper surface of a wave shape.

본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 결합홀과, 상기 결합홀의 내주면의 상단부에서 내측으로 돌출된 단턱과, 상기 결합홀의 외주부에 회로패턴으로 형성되는 전극단자를 포함하는 프레임기판을 형성하는 단계와; (b) 상기 결합홀에 히트싱크 슬러그를 결합하는 단계와; (c) 상기 히트싱크 슬러그의 노출된 상면에 발광 다이오드칩을 안착 시키는 단계와; (d) 상기 발광 다이오드칩을 상기 전극단자와 전기적으로 연결하는 단계와; (e) 상기 프레임기판 상에 이형제가 도포된 금형을 설치하고 상기 몰드 프레스로 금형에 압력을 가하는 단계와; (f) 상기 금형 내에 에폭시계 수지를 주입하고 경화시켜 렌즈를 몰딩하는 단계와; (g) 상기 금형을 제거하고 몰딩된 프레임기판을 미리 설정된 크기로 다이싱하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조방법이 제시된다.According to another aspect of the invention, (a) forming a frame substrate including a coupling hole, a stepped protruding inward from the upper end of the inner peripheral surface of the coupling hole, and an electrode terminal formed in a circuit pattern on the outer peripheral portion of the coupling hole Wow; (b) coupling a heat sink slug to the coupling hole; (c) mounting a light emitting diode chip on an exposed top surface of the heat sink slug; (d) electrically connecting the light emitting diode chip to the electrode terminal; (e) installing a mold coated with a releasing agent on the frame substrate and applying pressure to the mold with the mold press; (f) injecting and curing an epoxy resin into the mold to mold the lens; (g) A method of manufacturing a light emitting diode comprising removing the mold and dicing the molded frame substrate to a predetermined size is provided.

상기 단계 (b)는 접착제(Glue), 에폭시 수지, 및 전열성 컴파운드(Thermal Compound) 중 어느 하나 이상의 물질을 사용한 본딩에 의해 수행되는 것이 바람직하다.Step (b) is preferably carried out by bonding using any one or more of an adhesive (Glue), an epoxy resin, and a thermal compound.

상기 금형은 종단면이 웨이브(Wave) 형상인 상면을 포함하는 것이 바람직하다.The mold preferably includes an upper surface having a longitudinal cross section.

상기 단계 (f)는 액상 에폭시의 주제와 경화제를 소정의 혼합 비율로 혼합하여 인젝션몰딩(Injection molding)에 의하거나, EMC(Epoxy Molded Compound)형태의 에폭시를 트렌스퍼 몰딩(Transfer molding)에 의해 수행되는 것이 바람직하다.The step (f) is performed by injection molding by mixing the main ingredient of the liquid epoxy and the curing agent in a predetermined mixing ratio, or by performing epoxy molding in the form of an epoxy molded compound (EMC) by transfer molding. It is desirable to be.

상기 에폭시계 수지에는 발광 다이오드의 색상에 대응하여 확산제 또는 형광체가 혼합되는 것이 바람직하다.It is preferable that a diffusion agent or a phosphor is mixed in the epoxy resin corresponding to the color of the light emitting diode.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광 다이오드 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a light emitting diode and a method of manufacturing the same according to the present invention, in the description with reference to the accompanying drawings the same or corresponding configuration regardless of reference numerals Elements are given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 3의 절개사시도이고, 도 6은 발광특성을 설명하기 위한 도 3의 발광 다이오드의 종단면도이다. 4 is a perspective view illustrating a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cutaway perspective view of FIG. 3, and FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of the light emitting diode of FIG. 3 for explaining light emission characteristics.

도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드(200)는 프레임기판(210), 히트싱크 슬러그(220),그리고 발광 다이오드칩(230)으로 대별된다.4 to 7, the light emitting diode 200 according to the present embodiment is roughly classified into a frame substrate 210, a heat sink slug 220, and a light emitting diode chip 230.

프레임기판(210)은 히트싱크 슬러그(220)가 안착되어 본딩될 수 있도록 중앙에 결합홀(213)이 형성되며, 결합홀(213)의 내주면의 상단부에서 내측으로 단턱(215)이 돌출되어 히트싱크 슬러그(220)가 결합홀(213) 내에서 상측으로 이탈되는 것을 방지하고 단턱(215)의 하면이 히트싱크 슬러그(220)가 본딩될 수 있는 접착면을 제공하는 역할을 한다.The frame substrate 210 has a coupling hole 213 formed at the center thereof so that the heat sink slug 220 can be seated and bonded, and a step 215 protrudes inward from the upper end of the inner circumferential surface of the coupling hole 213 to be heated. The sink slug 220 is prevented from being separated upward in the coupling hole 213 and the bottom surface of the step 215 serves to provide an adhesive surface to which the heat sink slug 220 can be bonded.

히트싱크 슬러그(220)는 발광 다이오드칩(230)으로부터 발생되는 열을 외부로 배출하는 역할을 하며, 본 실시예에서는 구리(Cu) 코어에 니켈(Ni) 및 은(Ag)를 도금한 것이 사용된다.The heat sink slug 220 discharges heat generated from the light emitting diode chip 230 to the outside, and in this embodiment, nickel (Ni) and silver (Ag) are plated on a copper (Cu) core. do.

결합홀(213)의 외주부에는 전극단자(217)가 회로패턴으로 형성되어 있다. 전극단자는 상면과 하면에 동박적층판에 에칭으로 회로패턴을 형성시키는 등의 다양한 방식으로 랜드 패턴(Land Pattern)을 형성하고 상하의 회로를 비아 홀(Via Hole)로 연결하는 일반적인 PCB 회로 패턴 형성 방식으로 형성된다.The electrode terminal 217 is formed in a circuit pattern on the outer circumferential portion of the coupling hole 213. The electrode terminal is a general PCB circuit pattern formation method that forms land patterns in various ways, such as forming circuit patterns on copper foil laminated plates on the upper and lower surfaces, and connects upper and lower circuits to via holes. Is formed.

히트싱크 슬러그(220)의 결합홀(213)을 통해 상측으로 노출되는 상면에는 발광 다이오드칩(230)이 실장된다. 본 실시예에서는 히트싱크 슬러그(220)의 상면과 발광 다이오드칩(230)의 하면 사이에 열전도성이 우수한 페이스트(미도시)를 개재하여 결합시키는 방식으로 발광 다이오드칩(230)이 다이 어테치(Die Attach)된다.The light emitting diode chip 230 is mounted on an upper surface of the heat sink slug 220 exposed through the coupling hole 213. In the present embodiment, the light emitting diode chip 230 is die-attached in such a manner as to be coupled between an upper surface of the heat sink slug 220 and a lower surface of the light emitting diode chip 230 via a paste (not shown) having excellent thermal conductivity. Die Attach).

히트싱크 슬러그(220) 상에 실장된 발광 다이오드칩(230)은 프레임기판(210)의 상면에 형성된 전극단자(217)와 전도성 결합수단으로 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서는 전도성 결합수단으로 금(Au)와이어(240)가 사용되었으나, 전도성 페이스트, 탭본딩(Tab Bonding) 등의 다양한 수단이 사용될 수 있다.The LED chip 230 mounted on the heat sink slug 220 is electrically connected to the electrode terminal 217 formed on the upper surface of the frame substrate 210 by conductive coupling means. In the present embodiment, although gold (Au) wire 240 is used as the conductive bonding means, various means such as conductive paste and tab bonding may be used.

발광 다이오드칩(230)과 전극단자(217)가 와어어 본딩된 상태에서 프레임기판(210) 상면에 렌즈(250)가 형성된다.The lens 250 is formed on the upper surface of the frame substrate 210 while the light emitting diode chip 230 and the electrode terminal 217 are wire bonded.

한편, 도 6에 렌즈(250)의 종단면은 웨이브(Wave) 형상의 상면을 갖는다. 도 7에 나타나 있듯이 렌즈(250')의 상면이 평면인 경우에는 발광 다이오드에서 발산되는 광선 중 렌즈 표면의 경계면에 임계각(θ) 이상의 각도로 입사되는 광선은 다시 렌즈(250') 내부로 전반사 되어 발광 다이오드(200')의 휘도(광량, 밝기)가 감소되는 문제가 있기 때문에, 렌즈(250)의 종단면을 웨이브(Wave) 형상으로 한 것이다.In FIG. 6, the longitudinal cross section of the lens 250 has an upper surface having a wave shape. As shown in FIG. 7, when the upper surface of the lens 250 ′ is a plane, light rays incident at an angle greater than or equal to the critical angle θ to the boundary surface of the lens among light rays emitted from the light emitting diode are totally reflected inside the lens 250 ′. Since there is a problem that the luminance (light quantity, brightness) of the light emitting diode 200 'is reduced, the longitudinal cross section of the lens 250 is formed in a wave shape.

발광 다이오드가 엘시디(LCD) 디스플레이에 있어 백라이트(Backlight)의 라이트소스(Light Source)로 사용되는 경우에 렌즈(250)가 웨이브(Wave) 형상으로 되어 있기 때문에 칩에서 발산한 빛이 렌즈(250) 표면의 경계면 상에서 임계각(θ) 이상의 빛이 렌즈(250) 내로 반사되지 않고, 렌즈(250) 외부로 발산하여 광효율이 상승하고, 지향특성이 넓어 빛을 넓은 범위에 까지 고르게 퍼지게 하여 면 전체의 균일도가 높은 광을 발생할 수 있게 된다.When the light emitting diode is used as a light source of a backlight in an LCD display, since the lens 250 is in a wave shape, light emitted from a chip is emitted from the lens 250. Light above the critical angle θ is not reflected into the lens 250 on the interface of the surface, but diverges out of the lens 250 to increase the light efficiency, and the directivity is wide so that the light is spread evenly to a wide range. Can generate high light.

도 8은 비교실험에 사용된 웨이브(Wave) 타입의 렌즈를 확대한 종단면도이다. 도 8을 참조하여 렌즈의 상면 형상에 따른 비교실험예를 설명한다.8 is an enlarged longitudinal sectional view of a wave type lens used in a comparative experiment. Referring to Figure 8 will be described a comparative experiment according to the image shape of the lens.

비교실험에 사용된 렌즈의 상면 형상은 웨이브(Wave) 타입과 평면(Flat) 타입으로 구별된다. 웨이브(Wave) 타입의 렌즈를 구비한 발광 다이오드의 구성은 도 6에 도시된 바와 같고, 평면(Flat) 타입의 렌즈를 구비한 발광 다이오드의 구성은 도 7에에서 도시된 바와 같다. 렌즈의 형상만을 달리하여 실험하였으므로, 실험에 사용된 발광 다이오드의 전체적인 구성은 전술한 바와 같아 자세한 설명은 생략한다.The image shape of the lens used in the comparative experiments is classified into a wave type and a flat type. The configuration of the light emitting diode having the wave type lens is shown in FIG. 6, and the configuration of the light emitting diode having the flat type lens is shown in FIG. 7. Since the experiment was performed only by changing the shape of the lens, the overall configuration of the light emitting diode used in the experiment is the same as described above, and a detailed description thereof will be omitted.

실험에 사용된 렌즈의 크기는 7.0(mm)×6.3(mm)로 하였으며, 높이(h)는 1.5(mm)로 하였다. 렌즈 상면의 웨이브(Wave)형상을 특정하기 위한 요소로서, 골과 마루의 수평거리(d)는 0.4(mm)로, 곡면의 곡율반경(R)은 0.26(mm)로, 골부분과 마루부분의 접점에서의 접선이 이루는 각도(α, α')는 각각 90˚로 하였다.The size of the lens used in the experiment was 7.0 (mm) x 6.3 (mm), and the height (h) was 1.5 (mm). As a factor for specifying the wave shape of the upper surface of the lens, the horizontal distance (d) of the valley and the floor is 0.4 (mm), the radius of curvature of the curved surface (R) is 0.26 (mm), and the valley and the floor The angles α and α 'formed by the tangents at the contacts were set to 90 °, respectively.

또한, 실험에 사용된 의 크기는 1×1×0.08 [W×D×H, mm]로 하였으며, 인가전원은 3.5(V) 및 350(mA)로 하였다.In addition, the size of used in the experiment was 1 × 1 × 0.08 [W × D × H, mm], and the applied power was 3.5 (V) and 350 (mA).

상기와 같은 조건에서, 광원(발광 다이오드)과의 측정거리가 10(cm)로 하고 암실환경을 조성한 후에 디텍터(Detector)로 광도와 파장을 측정하였다. 디텍터(Detector)로 Instrument社의 C140-B 장비가 사용되었다. C140-B측정장비에 광파이버로 연결된 JIG TOOL을 연결하여 소켓에 장착된 발광다이오드를 장비의 Detector sensor와 광파이버로 연결된 JIG TOOL(원통형 암실분위기의 JIG)에 끼워 측정하였다.Under the above conditions, the measurement distance with the light source (light emitting diode) was 10 (cm) and the dark room environment was created, and then the light intensity and the wavelength were measured with a detector. Instrument's C140-B instrument was used as the detector. JIG TOOL connected with optical fiber was connected to C140-B measuring equipment and the light emitting diode mounted on the socket was inserted into JIG TOOL (JIG of cylindrical dark room atmosphere) connected with detector sensor and optical fiber.

상기의 비교실험에서의 실험결과는 표 1에 나타나 있듯이 평면(Flat) 타입의 렌즈를 구비한 발광 다이오드에 비해 웨이브(Wave) 타입의 렌즈를 구비한 발광 다이오드의 경우에 10.4% 가량의 광도가 증가함을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the experimental results of the comparative experiments show that the light intensity of the light emitting diode with the wave type lens is increased by about 10.4% compared to the light emitting diode with the flat type lens. I could see.

No.No. Wave type (도 6) Wave type (Figure 6) Flat type (도 7) Flat type (Fig. 7) 변화율 (광도상승율)Rate of Change (Luminous Intensity) 광도magnitude 파장wavelength 광도magnitude 파장wavelength 1One 6.456.45 529.3529.3 4.004.00 534.0534.0 22 6.306.30 529.9529.9 3.983.98 534.2534.2 33 5.965.96 528.8528.8 5.835.83 531.7531.7 44 5.805.80 531.8531.8 6.346.34 530.8530.8 55 6.826.82 529.2529.2 6.206.20 531.5531.5 66 6.386.38 529.2529.2 6.166.16 531.5531.5 77 6.516.51 531.1531.1 6.156.15 527.1527.1 88 6.666.66 529.8529.8 6.116.11 531.7531.7 99 6.626.62 530.7530.7 6.096.09 531.5531.5 1010 6.726.72 531.8531.8 6.176.17 527.5527.5 1111 6.146.14 530.2530.2 6.126.12 531.3531.3 1212 6.646.64 529.0529.0 6.286.28 531.1531.1 1313 6.036.03 529.0529.0 6.266.26 527.2527.2 1414 6.696.69 529.1529.1 6.246.24 530.6530.6 1515 6.416.41 530.4530.4 5.995.99 527.4527.4 1616 7.277.27 529.7529.7 6.106.10 531.5531.5 1717 7.327.32 531.2531.2 5.985.98 527.1527.1 1818 6.416.41 530.1530.1 6.116.11 532.1532.1 1919 7.107.10 530.5530.5 6.106.10 532.1532.1 2020 6.446.44 529.8529.8 6.166.16 531.6531.6 Max.Max. 7.327.32 531.8531.8 6.346.34 534.2534.2 15.3%15.3% Avg.Avg. 6.536.53 530.0530.0 5.925.92 530.7530.7 10.4%10.4% Min.Min. 5.805.80 528.8528.8 3.983.98 527.1527.1 45.8%45.8%

<표 1 : 렌즈의 상면 형상에 따른 비교실험 데이터><Table 1: Comparative Experiment Data According to Image Shape of Lens>

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 설명하면, 프레임기판 형성 단계(410)에서는 중앙에 상하로 관통된 결합홀과, 결합홀의 내주면의 상단부에서 내측으로 돌출된 단턱과, 결합홀의 외주부에 회로패턴으로 형성되는 전극단자를 구비하는 프레임기판을 제조한다.Referring to FIG. 9, in the frame substrate forming step 410, a coupling hole penetrated up and down in the center, a stepped protrusion inward from the upper end of the inner circumferential surface of the coupling hole, and an electrode terminal formed in a circuit pattern on the outer circumference of the coupling hole Manufacturing a frame substrate having a.

전극단자는 회로패턴으로 형성되는 데, 그 상면과 하면에 동박적층판에 에칭으로 회로패턴을 형성시키는 등의 다양한 방식으로 랜드 패턴(Land Pattern)을 형성하고 상하의 회로를 비아 홀(Via Hole)로 연결하는 일반적인 PCB 회로 패턴 형성 방식으로 형성된다.The electrode terminal is formed as a circuit pattern, and land patterns are formed on the upper and lower surfaces of the copper-clad laminate by etching to form circuit patterns, and the upper and lower circuits are connected by via holes. It is formed by the general PCB circuit pattern formation method.

히트싱크 슬러그 결합 단계(420)에서는 단턱의 하면과 히트싱크 슬러그의 상면 일부에 접착수단을 개재하여 본딩시킴으로써 결합홀에 히트싱크를 안착 및 결합시킨다.In the heat sink slug coupling step 420, the heat sink is seated and coupled to the coupling hole by bonding the lower surface of the step and the upper surface of the heat sink slug through an adhesive means.

접착수단으로 접착제(Glue), 에폭시 수지, 및 전열성 컴파운드(Thermal Compound) 등의 개별 물질 또는 혼합물을 사용할 수 있다.As the bonding means, individual substances or mixtures such as glue, epoxy resin, and thermal compound can be used.

발광 다이오드칩을 안착 및 본딩 단계(430)에서는 결합홀을 통해 히트싱크 슬러그의 노출된 상면에 열전도성이 우수한 페이스트 등을 사용하여 발광 다이오드칩을 안착 및 본딩한다.In the step of mounting and bonding the light emitting diode chip 430, the light emitting diode chip is mounted and bonded using a paste having excellent thermal conductivity on the exposed upper surface of the heat sink slug through the coupling hole.

발광 다이오드칩과 전극단자와의 전기적 연결 단계(440)에서는 히트싱크 슬러그 상에 실장된 발광 다이오드칩과 프레임기판의 상면에 형성된 전극단자와 금(Au)와이어로 본딩한다. 와이어 본딩뿐만 아니라 전도성 페이스트, 탭본딩(Tab Bonding) 등의 다양한 수단이 사용될 수 있다.In the electrical connection step 440 between the LED chip and the electrode terminal, the electrode terminal formed on the top surface of the LED chip and the frame substrate mounted on the heat sink slug is bonded with gold (Au) wire. In addition to wire bonding, various means such as conductive paste and tab bonding may be used.

금형을 이용한 렌즈 성형 단계(450)에서는 프레임기판 상에 탈형(Ejecting)을 용이하게 하기위해 이형제를 내부에 도포한 금형을 설치하고, 몰드 프레스로 금형에 압력을 가하면서 금형 내로 에폭시계 수지를 주입하고 미리 설정된 경화조건 하에서 경화시킨 후 탈형(Ejecting)하여 렌즈를 성형한다.In the lens forming step 450 using a mold, a mold having a release agent applied therein is installed on the frame substrate to facilitate ejection, and an epoxy resin is injected into the mold while applying pressure to the mold with a mold press. After curing under a predetermined curing condition, the lens is molded by demolding.

금형 내에 주입되는 에폭시계 수지에는 발광 다이오드의 색상에 대응하여 확산제 또는 형광체가 혼합될 수 있다.In the epoxy resin injected into the mold, a diffusion agent or a phosphor may be mixed corresponding to the color of the light emitting diode.

또한, 렌즈를 성형하는 방식으로서 본 실시예에서 적용된 액상 에폭시의 주 제와 경화제를 소정의 혼합 비율로 혼합하여 인젝션몰딩(Injection molding)뿐만 아니라 EMC(Epoxy Molded Compound)형태의 에폭시를 트렌스퍼 몰딩(Transfer molding)하는 등의 다양한 방식이 고려될 수 있다.In addition, as a method of molding a lens, the liquid epoxy and the curing agent applied in the present embodiment are mixed at a predetermined mixing ratio, so that not only injection molding but also epoxy in the form of EMC (Epoxy Molded Compound) is transferred. Various methods such as transfer molding may be considered.

마직막으로, 프레임기판의 다이싱 단계(460)에 렌즈가 성형된 프레임기판을 미리 설정된 크기로 다이싱하여 본 발명에 따른 발광 다이오드를 완성하게 됨으로써 대량생산에 적합한 발광 다이오드의 제조방법이 제공되게 된다.Finally, in the dicing step 460 of the frame substrate, by dicing the frame substrate in which the lens is molded to a predetermined size to complete the light emitting diode according to the present invention, a method of manufacturing a light emitting diode suitable for mass production is provided. .

상기에서는 본발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art can variously modify and modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 회로패턴이 형성된 프레임기판에 히트싱크 슬러그를 본딩하기 쉬운 홀구조를 채용하여, 제작시 히트싱크 슬러그의 결합을 용이하게 할 뿐만 아니라, 발광 다이오드를 PCB상에 표면실장(SMT) 시에 일반 리플로우(Reflow)방식으로 솔더링(Soldering)하여 대량 양산에서의 생산성을 높이기에 적합한 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention having the above configuration, by adopting a hole structure that is easy to bond the heat sink slug to the frame substrate on which the circuit pattern is formed, not only facilitates the coupling of the heat sink slug during manufacturing, but also the light emitting diode on the PCB It is possible to provide a light emitting diode suitable for increasing productivity in mass production by soldering in a general reflow method during surface mounting (SMT) and a method of manufacturing the same.

또한, 에폭시 수지를 금형에서 몰딩하여 렌즈를 일정한 형상과 크기로 성형함으로써, 발광 다이오드마다 비교적 균일한 광학적 특성을 가지며, 다양한 형상의 렌즈를 성형할 수 있게 된다. 특히, 표면이 웨이브(Wave)형상의 렌즈를 채용하여 렌즈 표면의 계면 상에서 임계각 이상의 빛이 반사되지 않고 발광 다이오드 외부로 발산하여 광효율이 우수하며 지향특성이 넓고 균일도가 높은 광을 낼 수 있는 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, by molding an epoxy resin in a mold to form a lens in a constant shape and size, it is possible to form a lens of a variety of shapes having a relatively uniform optical characteristics for each light emitting diode. In particular, the surface adopts a wave-shaped lens, so that light above the critical angle is not reflected on the interface of the lens surface and is emitted outside the light emitting diode, so that the light efficiency is excellent, the directivity is high, and the light can emit high uniformity. And a method for producing the same.

Claims (8)

결합홀과, 상기 결합홀의 내주면의 상단부에서 내측으로 돌출된 단턱과, 상기 결합홀의 주변에 회로패턴으로 형성되는 전극단자를 포함하는 프레임기판과;A frame substrate including a coupling hole, a step projecting inwardly from an upper end of an inner circumferential surface of the coupling hole, and an electrode terminal formed in a circuit pattern around the coupling hole; 상기 단턱의 하면에 안착되어 본딩 결합되는 히트싱크 슬러그와;A heat sink slug seated and bonded to the bottom surface of the stepped portion; 상기 결합홀을 통해 노출되는 히트싱크 슬러그에 실장되는 발광 다이오드칩과;A light emitting diode chip mounted on the heat sink slug exposed through the coupling hole; 상기 발광 다이오드칩과 상기 전극단자를 전기적으로 연결하는 전도성 결합수단과;Conductive coupling means for electrically connecting the light emitting diode chip and the electrode terminal; 상기 프레임기판에 결합되어 상기 발광 다이오드칩을 커버하는 렌즈를 포함하되,A lens coupled to the frame substrate to cover the light emitting diode chip; 상기 전극단자는 상기 프레임기판을 관통하여 상기 프레임기판의 상면과 하면에 형성되고, 상기 전도성 결합수단은 도전성 와이어인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.The electrode terminal penetrates the frame substrate and is formed on the upper and lower surfaces of the frame substrate, wherein the conductive coupling means is a light emitting diode, characterized in that the conductive wire. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 렌즈의 종단면은 웨이브(Wave) 형상의 상면을 포함하는 발광 다이오드.The longitudinal cross section of the lens includes a top surface of the wave (Wave) shape. (a) 결합홀과, 상기 결합홀의 내주면의 상단부에서 내측으로 돌출된 단턱과, 상기 결합홀의 주변에 회로패턴으로 형성되는 전극단자를 포함하는 프레임기판을 형성하는 단계와;(a) forming a frame substrate including a coupling hole, a stepped protrusion protruding inward from an upper end of an inner circumferential surface of the coupling hole, and an electrode terminal formed in a circuit pattern around the coupling hole; (b) 상기 결합홀에 히트싱크 슬러그를 결합하는 단계와;(b) coupling a heat sink slug to the coupling hole; (c) 상기 히트싱크 슬러그의 노출된 상면에 발광 다이오드칩을 안착 시키는 단계와;(c) mounting a light emitting diode chip on an exposed top surface of the heat sink slug; (d) 상기 발광 다이오드칩을 상기 전극단자와 전기적으로 연결하는 단계와;(d) electrically connecting the light emitting diode chip to the electrode terminal; (e) 상기 프레임기판 상에 이형제가 도포된 금형을 설치하고 상기 몰드 프레스로 금형에 압력을 가하는 단계와;(e) installing a mold coated with a releasing agent on the frame substrate and applying pressure to the mold with the mold press; (f) 상기 금형 내에 에폭시계 수지를 주입하고 경화시켜 렌즈를 몰딩하는 단계와;(f) injecting and curing an epoxy resin into the mold to mold the lens; (g) 상기 금형을 제거하고 몰딩된 프레임기판을 미리 설정된 크기로 다이싱하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조방법.(g) removing the mold and dicing the molded frame substrate to a predetermined size. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 단계 (b)는 접착제(Glue), 에폭시 수지, 및 전열성 컴파운드(Thermal Compound) 중 어느 하나 이상의 물질을 사용한 본딩에 의해 수행되는 발광 다이오 드 제조방법.The step (b) is a light emitting diode manufacturing method performed by bonding using any one or more of the adhesive (Glue), epoxy resin, and the thermal compound (Thermal Compound). 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 금형은 종단면이 웨이브(Wave) 형상인 상면을 포함하는 발광 다이오드 제조방법.The mold includes a light emitting diode manufacturing method comprising a top surface having a wave-shaped longitudinal section. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 단계 (f)는 액상 에폭시의 주제와 경화제를 소정의 혼합 비율로 혼합하여 인젝션몰딩(Injection molding)에 의하거나, EMC(Epoxy Molded Compound)형태의 에폭시를 트렌스퍼 몰딩(Transfer molding)에 의해 수행되는 발광 다이오드 제조방법.The step (f) is performed by injection molding by mixing the main ingredient of the liquid epoxy and the curing agent in a predetermined mixing ratio, or by performing epoxy molding in the form of an epoxy molded compound (EMC) by transfer molding. Method for manufacturing a light emitting diode. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 에폭시계 수지에는 발광 다이오드의 색상에 대응하여 확산제 또는 형광체가 포함되는 발광 다이오드 제조방법.The epoxy-based resin is a light emitting diode manufacturing method comprising a diffusion agent or a phosphor corresponding to the color of the light emitting diode.
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