KR100787951B1 - Ｌｅｄ 실장용 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED에 있어서 정전기(Electrostatic discharge) 방지 기능을 포함하는 LED 실장형 패키지에 관한 것이다.

이러한 LED 실장용 패키지는 LED를 실장하는 LED용 세라믹 패키지에 있어서, 다수의 산화아연계 바리스터 그린시트를 적층하여 구성되데, 상기 바리스터 그린시트에는 LED칩이 접착되는 LED 전극과 접지 전극이 형성된 층과 하나 이상의 바리스터 전극이 형성된 층이 적층되어 형성되어 구성되고,

상기 산화아연계 바리스터 그린시트 중 LED칩이 실장되는 표면에 적층된 그린시트에는 외부를 향하며 점차 폭이 넓어지도록 경사면을 갖는 반사갓 형태의 LED칩 노출 구멍이 형성함으로서 빛의 방향을 일정한 방향으로 유도할 수 있게 하였으며, 상기 LED 전극의 전원이 공급되는 인입부는 구불구불한 미앤더 구조나 나선형 구조로 형성함으로서 인덕터 성분을 크게 하여 정전기 등 고압 이상 신호가 효과적으로 제거할 수 있게 하였다.

또한 상기 LED 전극이 형성된 그린시트의 표면에는 LED칩 노출구멍을 형성하지 않고 반사갓을 더 설치하고 이를 플라스틱으로 사출한 하우징으로 결합시키되 상기 LED 노출구멍은 점차 폭이 넓어지도록 경사면을 갖도록 형성할 수 있다.

LED 세라믹 패키지, 바리스터, 보호소자 내장, 플라스틱 일체 사출

Description

ＬＥＤ 실장용 패키지{SMD type ceramic package for LED}

도 1은 종래의 금속 프레임과 플라스틱 사출 방법으로 만들어진 LED 패키지의 평면도이고,

도 2는 종래의 LED 패키지의 평면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 LED 실장용 패키지의 일예를 도시한 조립 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시한 그린시트들로 구성된 바리스터 세라믹 LED 실장용 패키지의 사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 LED 실장용 패키지의 다른 일예를 도시한 조립평면도이고,

도 6은 도 5에 도시한 그린시트들로 구성된 LED 실장용 패키지의 평면도이고,

도 7은 도 5에 도시한 그린시트들로 구성된 LED 실장용 패키지에 LED칩을 실장한 상태를 도시한 사시도이고,

도 8은 본 발명에 따른 바리스터 세라믹 LED 실장용 패키지의 다른 일예를 도시한 조립 사시도이고,

도 9는 도 8에 도시한 바리스터 세라믹 LED 실장용 패키지에 LED칩을 실장한 상태에서 도시한 단면도이고,

도 10은 본 발명에 따른 바리스터 세라믹 LED 실장용 패키지의 또 다른 일예를 도시한 조립 사시도이고,

도 11은 본 발명에 따른 바리스터 세라믹 LED 실장용 패키지의 또 다른 일예를 도시한 조립 사시도이고,

도 12는 본 발명에 따른 바리스터 세라믹 LED 실장용 패키지의 다른 일예를 도시한 사시도와 이에 설치된 금속 반사갓 및 이들을 플라스틱으로 결합한 LED 패키지의 사시도이다.

본 발명은 SMD 형 LED패키지에 관한 것으로 보다 상세하게는 세라믹 LED 패키지에 있어서 패키지에 사용되는 세라믹을 산화아연계 바리스터를 이용하여 제작함으로써, 정전기로부터 LED를 보호하는 역할을 동시에 수행하는 LED용 세라믹 패키지를 제공하는 것이다.

일반적으로 LED의 경우 서어지나 정전기에 대하여 약한 특성을 보이고 있다. 따라서 제품의 제조 공정상에서는 물론 제품의 포장시 발생하는 정전기 등에 의해서도 제품의 특성을 상실하는 경우가 발생하여, 포장 시에도 일정한 정도의 습기를 유지함으로 써 정전기에 의한 제품의 망실을 방지하는 노력을 하고 있다.

또한 제품의 사용 시에도 주변 회로나 제품, 사람 등에 의하여 발생하는 정전기에 의하여 제품의 특성이 열화 되거나, 망실되는 경우가 허다하게 발생한다.

특히 최근의 고휘도 LED 등에서는 정전기에 의한 제품의 열화 등이 더욱 빈번하게 발생하여 제조사들은 정전기 방지를 위한 특별한 형태 및 구성을 하고 있는 상황이다.

일반적으로 정전기 방지를 위해서 제너 다이오드 등을 LED chip과 병렬로 연결하거나, 바리스터 등을 연결하여 정전기를 방지하고 있다.

도 1은 금속 프레임을 이용하여 전극 및 LED 베이스(base)를 설치하고, 플라스틱 사출을 통하여 패키지(package)를 형성한 일반적인 SMD형 LED패키지를 나타낸 것이다.

중앙의 패드(4)에 은 페이스트(paste)를 이용하여 LED칩(1)을 고정시키고, 와이어(3) 본딩(wire bonding)을 통하여 다른 극과 연결하였다. 또한 옆의 패드(5)에는 일반적으로 제너다이오드(2)를 다이 본딩하고, 와이어(3) 본딩을 통하여 다른 극에 연결함으로써 LED칩(1)과 제너 다이오드(2)를 병렬로 연결한 구조를 가지고 있다.

이와 같은 형태를 취함으로써 정전기 등의 원하지 않는 고압의 노이즈가 발생할 경우 제너 다이오드(2)를 통하여 접지로 이상 노이즈를 바이패스(bypass)시킨다. 따라서 정전기와 같은 이상 노이즈로 인하여 LED칩이 영향을 받는 것을 막아 줄 수 있다.

또한 LED의 휘도가 높아질수록 발열량이 많아지기 때문에 소자의 전극 부분 이 고열로 인하여 끊어지는 경우가 종종 발생함며 이에 따라서 LED 등을 실장하는 패드 부분은 열전달이 잘 되는 금속 프레임을 사용한다.

최근 열 발산 문제와 패키지의 신뢰성 등을 확보하기 위하여 세라믹 패키지 등이 제안되고 있는 추세이며, 이러한 세라믹 패키지 등에서도 정전기 등 이상 노이즈로 인한 LED칩의 열화를 막기 위하여 제너 다이오드 혹은 바리스터를 LED칩과 같이 실장하기도 한다.

도 2는 세라믹을 이용한 LED패키지와 그 회로도이다. LED용 패드(4') 상에 LED칩(1')을 다이본딩하였고, 와이어(3')를 이용하여 접지 전극(5')과 전기적 연결을 하였다. 제너다이오드(2') 등을 이용하여 LED칩 옆에 다이 본딩을 실시하였으며, 또한 와이어(3')를 이용하여 접지(5')와 전기적 연결을 실시하였다.

일반적으로 정상적인 신호가 입력되었을 시 LED칩(1')가 발광하며 정상적인 작동을 한다. 정전기 등 과도한 전압이 인가되면 그림에 나와 있는 양방향 제너 다이오드(2') 등에 의해 신호는 접지로 빠지게 되며, LED칩(1')은 과도한 전압으로부터 보호된다.

이러한 SMD형 패키지에 있어서 금속 프레임과 플라스틱 사출물을 이용한 패키지 혹은 세라믹을 이용한 패키지를 사용하더라도 정전기에 의한 제품의 위해 요소를 막기 위하여 제너 다이오드 혹은 바리스터를 사용함으로, LED칩과 정전기 방지 소자에 각각 와이어 본딩을 실시하여야하는 단점을 가지고 있다.

또한 최근 하나의 패키지안에 각각 다른 색깔의 LED칩을 동시에 실장함으로써 백색광을 방출하거나, 색깔 조절이 가능한 LED를 제조하는 경우가 있는데 이러 한 경우 다수의 LED칩과 그 숫자에 해당하는 정전기 보호 소자를 실장하여야 하기 때문에 패키지의 크기를 줄일 수 없는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로서, LED용 세라믹 패키지의 재료를 산화 아연계 바리스터 소재를 이용함으로써 LED칩 이외의 다른 보호 소자의 부가적인 실장 없는 LED 패키지를 제공하는 것이다.

더욱더 자세하게는 바리스터 원료를 이용하여 기존의 다층 세라믹 패키지 형태를 구현함으로써, 패키지 내부에 바리스터 특성을 가지게 하여 부가적인 보호소자의 실장을 배재하며, 여러개의 LED칩을 동시에 실장하더라도 LED칩의 정전기에 대한 다수의 보호 소자를 패키지 내부에 포함시킴으로써, 다이본딩(die bonding)수 뿐만 아니라 와이어 본딩(wire bonding)수를 줄일 수 있는 패키지를 제공하는 것이다.

또한 기판 내부에 동시 소성된 바리스터를 포함하고 있기 때문에 와이어본딩 등의 오류 등으로 발생할 수 있는 사용상의 오 동작 등을 근원적으로 차단할 수 있는 고 신뢰성의 LED 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 LED를 실장하는 LED용 세라믹 패키지에 있어서, 다수의 산화아연계 바리스터 그린시트를 적층하여 구성되데, 상기 바리스터 그린시트에는 LED칩이 접착되는 LED 전극과 접지 전극이 형성된 층과 하나 이상의 바리스터 전극이 형성된 층이 적층되어 형성됨을 특징으로 하는 LED 실장용 패키지에 의해 이루어진다.

더욱이, 본 발명은 상기 산화아연계 바리스터 그린시트 중 LED칩이 실장되는 표면에 적층된 그린시트에는 외부를 향하며 점차 폭이 넓어지도록 경사면을 갖는 반사갓 형태의 LED칩 노출 구멍이 형성함으로서 빛의 방향을 일정한 방향으로 유도할 수 있게 하였으며, 상기 LED 전극의 전원이 공급되는 인입부는 구불구불한 미앤더 구조나 나선형 구조로 형성함으로서 인덕터 성분을 크게 하여 정전기 등 고압 이상 신호가 효과적으로 제거할 수 있게 하였다.

삭제

또한 상기 LED 전극이 형성된 그린시트의 표면에는 LED칩 노출구멍을 형성하지 않고 반사갓을 더 설치하고 이를 플라스틱으로 사출한 하우징으로 결합시키되 상기 LED 노출구멍은 점차 폭이 넓어지도록 경사면을 갖도록 형성할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바리스터 내장형 세라믹 패키지의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 바리스터를 포함한 LED용 세라믹 패키지는 산화 아연계 산화물의을 이용하여 적층 공정을 이용한 동시 소성 공법을 이용하여 전체를 제작하거나, LED의 반사 갓을 제외한 나머지 부분을 산화아연계 산화물을 이용하여 동시 소성 공정을 이용하여 제작하고, 반사 갓 부분을 알루미나 등 다른 세라믹 재료 혹은 플라스틱을 이용하여 제작한 후 폴리머 등을 이용하여 접착하는 방식을 이용하여 제작된다.

도 3은 본 발명에 따른 LED용 바리스터 복합 패키지의 분해사시도이다. 본 발명에서 배리스터 층을 형성하는 배리스터 시트를 제작하는데 사용된 금속 산화물들은 산화아연(ZnO), 산화비스무트(Bi₂O₃), 산화안티몬(Sb₂O₃), 산화망간(Mn₂O₄), 산화코발트(Co₃O₄), 산화크롬(Cr₂O₃) 등을 첨가하여 만들어진다.

상기와 같은 성분을 가진 혼합물은 볼밀(ball mill) 등의 혼합 방법에 의하여 혼합되었고, 600도 내지 800도의 온도에서 하소 공정을 거쳐 화합물의 형태로 변화되고, 하소된 분말은 미분쇄 공정을 거쳐 분쇄한 후 유기 바인더와 알코올, 톨루엔 등과 혼합하여 슬러리 상태로 제조한다. 제조된 슬러리는 테입 캐스팅(tape casting)방법을 이용하여 시트(sheet) 형태의 성형을 실시함으로 그린시트를 얻을 수 있다.

삭제

이와 같이 일정한 두께로 제작된 그림 시트중의 하나(110)에는 LED가 들어갈 수 있는 크기로 구멍(111)을 형성하였다.

다른 하나의 그린 시트(120)에는 소결 공정이 끝난 후 LED가 실장될 수 있는 전극들(121, 122)을 인쇄하였다.

상기 전극들(121, 122)은 바리스터 산화물이 소결될 온도에 적합하도록 Ag/Pd 혹은 Ag/Pt 나 Ag/Pd/Pt 페이스트를 이용하여 그린시트 상에 인쇄하였으며, 도면상에 나타난 하나의 전극은 LED칩이 다이 본딩(die bonding)될 LED전극(121)이며, 다른 하나의 전극은 LED칩과 접지 사이의 와이어 본딩을 위한 접지 전극(122)이다.

준비된 다른 하나의 그린시트 (130)에는 상기와 같은 페이스트를 이용하여 전극(131)를 인쇄하였으며, 위에서 기술한 그린시트(120)의 LED전극(121)과 대향하는 전극 구조를 가지게 됨으로써 향후 소결이 끝난 후 두 전극(131, 121)들 사이에 바리스터가 형성된다.

사용되는 용도의 바리스터 정전 용량 값에 의하여, 작은 정전 용량을 요구할 경우 이와 같이 두개의 대항 전극(131, 121)만을 이용하여 제작되어 질 수 있으나, 만일 요구되는 정전 용량이 커질 경우에는 도시한 바와 같이 전극들(141, 151)이 형성된 여러 층의 그린 시트(140, 150)들을 적층하여 제작 할 수 있다.

이와 같이 적층된 그린 시트들(110~150)은 등방 가압 성형 공정을 거치고 적당한 크기로 절단 된 후 탈지 및 소결 공정을 거쳐 소성된다. 이때 소성 온도는 950℃ ~ 1350℃ 사이이다.

소결이 완료된 시편은 은 페이스트 등을 이용하여 외부 전극이 인쇄되며, 600~850℃ 사이에서 전극 열처리를 행하였다. 전극 형성이 완료된 소체는 와이어 본딩의 요구 사항에 따라 금(Au) 등이 도금됨으로써 도 4와 같은 형태의 바리스터를 내장한 SMD 형 세라믹 패키지가 완성된다.

바리스터 세라믹 패키지는 내부 전극과 동시소성을 통하여 제작되며, 외부입력 단자(230)는 패키지 홀(210) 내의 LED 패드(220)에 연결되고, 도 3에 도시한 바리스터 세라믹 내부에 형성된 전극(141)과 전기적으로 연결된다.

다른 하나의 외부 단자(250)는 와이어 본딩 단자(240)와 전기적으로 연결되며, 또한 상기 도 3에 도시한 바리스터 세라믹 내부에 형성된 다른 전극(151, 131)과 전기적으로 연결된다.

LED전극(220)에 LED칩이 다이본딩 공법을 이용하여 접착되고, 와이어 본딩을 이용하여 본딩 전극(240)에 연결되면, LED칩과 패키지 내부에 형성된 바리스터와는 전기적으로 병렬 연결 구조를 갖는다.

따라서 일반적인 LED 구동 전압이 두개의 단자 사이에 인가 될 경우 패키지 내부에 형성된 바리스터는 전기적 절연 상태를 유지하고 있기 때문에 모든 전기 신호는 LED를 통하여 흐르게 되고 따라서 LED는 발광하게 된다.

반면, 정전기 등 고압의 노이즈가 입력될 경우 바리스터의 저항은 극단적으로 낮아져 양 단자 사이는 전기적으로 숏트(short) 상태가 되면 입력된 고압의 전기 노이즈는 LED쪽을 흐르지 않고 바리스터를 통하여 접지로 빠져나가게 되므로 LED 소자를 보호하는 역할을 한다.

본 발명을 통하여, 평상시의 정상 전압 상태에는 열 전달이 좋은 패키지 역할을 수행하고, 이상 고압의 서어지나 정전기가 발생하였을 때에는 LED칩을 보호하는 역할을 수행하는 바리스터 내장 패키지를 제공한다.

또한 일반적으로 제너다이오드나 바리스터를 부가적으로 이용하는 기존의 패키지에 비하여 와이어 본딩 공정을 절반으로 줄인 형태의 구조를 제공함으로써, 공정상의 편이성과, 와이어 본딩의 약한 기계적 결합 상태를 동시 소결에 소자의 내장을 통하여 강한 기계적 결합을 갖게 함으로써, 보다 신뢰성 높은 구조의 세라믹 패키지를 제공한다.

도 5는 본 발명에 의한 또 다른 하나의 실시예를 분해하여 도시한 평면도이다.

백색광을 발현하기 위해서는 RGB 3색의 LED를 하나의 패키지에 실장하거나 혹은 여러 색깔을 구현하기 위해서는 RGB LED에 걸리는 전압을 조절함으로써 각종 색깔의 빛을 구현 할 수 있다.

따라서 이러한 적용을 위해서는 3개 이상의 LED칩을 하나의 패키지 상에 실장하여야 하며, 종래의 기술을 이용할 경우 각각의 LED칩에 제너 다이오드를 실장 해야하기 때문에 총 6개의 칩이 패키지 안에 장착되어야하고, 6점의 와이어 본딩이 필요하다.

본 발명은 이러한 RGB LED를 실장할 경우 패키지 내에 여러개의 바리스터를 동시 소결 방법에 의하여 일체화가 가능하므로 단지 3개의 LED칩 만을 실장하면 된다. 따라서 본 발명에 의해 다이 본딩 및 와이어 본딩수를 절반으로 줄일 수 있기 때문에 수월한 작업성을 제공한다.

이전의 실시예와 같이 하나의 산화아연계 산화물 그린 시트(310)에 LED가 실장될 공간인 구멍(311)을 형성하였다.

다른 하나의 그린시트(320)에 3개의 LED 전극(321, 322, 323), 3개의 접지 전극(324, 325, 326)을 Ag/Pd 등의 전극 페이스트를 이용하여 인쇄하였다.

다른 하나의 그린시트(330)에 3개의 LED 전극(321, 322, 323)과 대향하는 3개의 대향전극(331, 332, 333)을 같은 페이스트를 이용하여 인쇄하였다.

또 다른 하나의 그린시트(340) 상에 같은 페이스트를 이용하여 내부 전극(341, 342, 343)을 인쇄하였다.

인쇄가 완료된 그린 시트(310~340)들을 순서대로 적층하여 소결을 실시하였다. 이와 같은 공정을 이용하여 소결된 시편에 외부와 전기적인 연결을 위한 외부 전극을 형성하고 소성한 후, 용도에 따라 금 등을 도금하였다.

도 6은 이와 같은 공정을 거쳐 완성된 패키지에 3개의 LED칩을 실장한 것의 평면도이다. 3개의 LED 전극(321, 322, 323) 위에 각 각 LED칩(351, 352, 353)을 전도성 폴리머를 이용하여 다이본딩을 실시하였다. 다이본딩이 완료된 LED칩(351, 352, 353)과 그에 대항하는 접지 전극(324, 325, 326)을 와이어(361, 362, 363)로 본딩하였다.

이와 같은 공정을 거쳐 제작한 LED의 사시도를 도 7에 도시하였다.

하나의 입력전극(411)은 하나의 LED전극(321)과 전기적으로 연결되어 있고, 이 전극 상에 하나의 LED칩(430)이 전도성 폴리머를 이용하여 다이 본딩을 실시하였고, 이 LED칩(430)은 와이어 본딩을 이용하여 하나의 접지 전극(324)과 연결되고 이 접지 전극(324)은 하나의 외부 접지 전극(421)과 연결되어 있다.

또한 하나의 입력 전극(412)은 세라믹 내부에 형성된 하나의 전극(341)과 전기적으로 연결되어 있으며, 하나의 접지 전극(421)은 세라믹 내부에 형성된 또 하나의 내부전극(331)과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 두개의 내부전극(331, 341)은 하나의 바리스터가 형성이 된다. 따라서 각각의 LED는 세라믹 패키지 내부에 형성된 각각의 바리스터와 병렬 연결 상태에 있다.

정상적인 전압이 공급될 경우 LED와 병렬로 연결된 바리스터는 오픈(open) 회로로 작동하기 때문에 모든 전압이 LED에 인가되어 LED는 발광한다.

정전기 등 고압의 이상 전압이 인가되었을 경우 바리스터는 숏트(short) 회로가 됨으로 이상 전압은 바리스터를 통하여 접지로 빠져나가기 때문에 LED에 영항을 주지 않는다. 따라서 서어지나 정전기 발생시 회로를 보호한다.

도 8은 본 발명에 의한 또 다른 하나의 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예는 LED의 갓을 형성하는 물질을 바리스터가 아닌 알루미나(AL₂O₃), 페라이트 등 가공성이 좋고, 연마시 광택이 잘 나는 세라믹을 이용하고, 회로를 포함하는 본체는 바리스터 원료를 이용하여 각각 소결을 실시 한 후 폴리머나 에폭시를 이용하여 접착하는 방식을 이용한 것이다.

알루미나 분말을 이용하여 바인더 등과 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조하고, 테잎 캐스팅(tape casting)을 실시하여 알루미나 그린 시트를 제조하였다. 제조된 알루미나 그린시트(510)에 LED 반사갓 형태의 구멍(511)을 뚫고 적당한 크기로 잘라 소성을 실시하였다. 소성된 그린시트(510)의 표면에 Al, 혹은 Ag 등으로 반사막(512)을 형성하였다.

준비된 하나의 산화 아연계 산화물 그린시트(520)에 LED칩이 접속되는 LED 전극(521)과 와이어 본딩되는 전극(522)을 Ag/Pd, Ag/Pt 혹은 Ag/Pd/Pt 페이스트를 이용하여 형성하였다.

또 다른 하나의 산화아연계 산화물 그림시트(530)에 위와 동일한 페이스트를 이용하여 바리스터 내부전극(531)을 형성하였다. 이와 같은 방식을 이용하여 각각의 산화아연계 산화물 그린시트들(540, 550)에 각각의 바리스터 내부전극들(541, 551)을 인쇄하였으며, 인쇄가 완료된 그린시트(520, 530, 540, 550)를 순서대로 적층 한 후 적당한 크기로 절단하여, 탈지, 소성을 실시하였다.

소성이 완료된 소결체에 Ag 페이스트를 이용하여 외부 전극을 형성하였으며, 600℃ ~850℃의 온도에서 소성하여 전극을 완성하였다. 완성된 소결체에 Au 등을 도금하므로써, 와이어 본딩이 잘 될 수 있도록 준비하였다.

이와 같이 준비된 산화아연계 산화물 소결체에 앞에서 기술한 알루미나를 이용하여 제작한 LED의 반사갓(512)을 에폭시 혹은 폴리머를 이용하여 접착함으로써 패키지를 완성하였다.

도 9는 위의 공정에 의하여 제작된 패키지에 LED등을 실장한 후 절단한 상태에서 도시한 단면도이다.

바리스터 세라믹 내부에는 그린 시트(510~550) 상에 인쇄하고 동시 소성을 실시한 내부전극(531, 541, 551)들이 형성되어 있고, 그 상면에는 LED칩 접촉용 전극(521)과 와이어 본딩용 접지 전극(522) 등이 형성되어 있다.

LED 전극(521)과 내부전극 중 하나의 내부전극(541)은 하나의 외부전극(620)에 의해 연결되어 있으며, 접지 전극(522)과 다른 내부전극들(531, 551)은 다른 하나의 외부전극(630)에 연결되어 있다.

알루미나 등의 세라믹을 이용하여 제작한 반사갓(512)의 경사면에는 알루미늄, 은 등을 이용한 반사막 등이 코팅되어 있다. LED 전극(521)상에 LED칩(610)을 다이본딩 하고, LED칩(610)과 접지 전극(522)은 와이어(640)를 이용하여 본딩을 실시하고 그 위에 투광성 에폭시(650) 등을 이용하여 보호한 완성품 형태를 보이고 있다.

도 10은 본 발명에 의한 또 다른 하나의 실시예를 나타내었다.

도 8 및 도 9에 도시하고 상기에서 설명한 기술한 것과 같은 구조를 갖고 있으나, 다만 LED 전극(521)의 인입 라인(521a)을 구불구불한 미엔더 구조를 취하게 함으로써 인덕터 성분을 크게 하였다.

이러한 인덕터 성분은 입력되는 신호를 지연시키는 역할을 하는데 이러한 지연라인을 통하여 정전기 등 이상 고압이 발생하였을 때 바리스터가 작동하는 동작 시간 동안 LED에 들어가는 신호를 지연함으로써 정전기 등 고압 이상 신호가 효과적으로 제거하는 효과를 제공한다.

도 11은 본 발명에 의한 또 다른 하나의 실시예를 나타낸 것으로서, 앞서 기술한 실시예와 마찬가지로 바리스터 세라믹 한 몸을 이용하여 동시 소성으로 제작하거나, 알루미나 등 이종의 세라믹을 이용하여 반사갓을 제작한 모든 형태의 LED 패키지에 있어서, 신호 지연을 더욱 강화하기 위하여 패키지 몸체 내에 스파이럴 형태의 인덕터를 설치한 형태이다.

즉, 하나의 산화아연계 그린시트(720)에 LED 전극(721)와 접지 전극(722)을 형성하였고, LED 전극(721)에는 그린시트를 관통하는 비아홀(via hole)(723)을 형성하였다.

또 다른 하나의 산화아연계 그린시트(730)에는 나선 형태의 내부전극(731)을 형성하였으며, 그 내부전극의 중간에 하나의 비아홀(732)을 형성하여 적층시 아래층의 전극(741)과 연결되도록 하였다.

또 다른 하나의 산화아연계 그린시트(740)에는 또 다른 하나의 나선형 구조의 전극(741)을 형성하였으며, 아래의 연이은 그린시트(750, 760)에는 서로 대향하는 내부전극(751, 761)을 형성함으로써 소결이 완료된 시점에 바리스터 역할을 하도록 설계하였다.

이와 같이 전극이 인쇄된 그린시트(710~760)들을 순서대로 적층한 후, 절단, 탈지 소성 등의 공정을 거쳐, LED 패키지를 완성하였다.

이와 같은 공정을 이용하여 제작된 패키지는 LED에 전압이 인가되는 신호 라 인의 인덕턴스가 상당히 커질 수 있기 때문에 순간적으로 패키지 내에 인가되는 정전기 등의 노이즈에 신호 지연이 발생하여 LED칩에 도달하기 전에 효과적으로 바리스터를 통하여 접지로 빠져나가는 효과를 극대화 할 수 있다.

도 12는 본 발명에 의한 또 하나의 실시 예를 나타낸 것이다. 도 5에 도시하고 상기에서 설명한 바와 같이 산화 아연계 세라믹을 이용하여 기판 부분을 완성 하였다.

도 5의 그린시트(310)을 제외한 그린시트들(320, 330, 340)의 세라믹 시트를 형성하고 전극들을 인쇄 한 후 접착하여 LED용 기판을 제작하였으며, 외부로 연결되는 전극(811, 812, 813)들을 전도성 고분자를 이용하여 형성시켰다.

도시되지는 않았으나 전극(811, 812, 813)에 대응하는 전극들이 반대편에 형성되어있다.

이렇게 제작된 세라믹 기판 위에 도 12(b)에 도시한 바와 같이 금속 반사갓(830)을 씌우고, 상기 금속 반사갓(830)과 세라믹들을 도 12(c)에 도시한 바와 같이 구성된 PVC, PE 등의 플라스틱을 이용하여 사출된 하우징(820)을 설치하였다.

세라믹기판 위에 금속 반사갓(830)을 사용하여 반사 효율을 높이고, 플라스틱으로 만들어진 하우징(820)을 이용하여 세라믹과 금속 반사갓(830)을 일체화하는 방법을 이용함으로써 출력 효율을 한 층 높일 수 있는 장점을 제공한다.

상기한 바와 같이 산화 아연계 산화물로 구성된 LED 패키지는 패키지 자체에 LED를 정전기나 서어지 등의 이상 고압으로부터 소자를 보호하는 바리스터를 내장하고 있기 때문에, LED 실장시 부가적인 보호 소자를 필요치 않아 제조 공정이 간단한 LED 패키지를 제공한다.

패키지 안에 하나 혹은 그 이상의 LED를 동시에 실장할 경우 보호 소자가 위치해야할 공간이 필요 없기 때문에 소형의 LED 실장용 패키지를 제공한다.

LED를 패키지 할 경우에 보호 소자를 실장해야 하는 종래의 방법에 비하여 와이어 본딩 공정의 수를 반으로 줄일 수 있기 때문에 수월한 작업이 가능하고, 와이어 본딩에 수반 될 수 있는 전기적 연결상태의 불안 요소를 절반으로 줄일 수 있기 때문에 신뢰성 있는 패키지를 제공한다.

LED의 반사 갓을 산화아연계 바리스터 한 몸 혹은 알루미나 등을 이용하여 제작하고, Ag, Al 등의 금속 박막을 이용하여 반사막을 제작할 수 있기 때문에 효율성 높은 LED 패키지를 제공할 수 있다.

LED의 반사갓을 금속으로 제작하고 플라스틱 사출 방법을 이용하여 세라믹 패키지 위에 일체화함으로써, 반사 효율이 높은 LED 패키지를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. LED를 실장하는 LED용 세라믹 패키지에 있어서,

   다수의 산화아연계 바리스터 그린시트를 적층하여 구성되되,

   상기 바리스터 그린시트에는 LED칩이 접착되는 LED 전극과 접지 전극이 형성된 층과 하나 이상의 바리스터 전극이 형성된 층이 적층되어 형성됨을 특징으로 하는 LED 실장용 패키지.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 산화아연계 바리스터 시트에 형성된 LED 전극과 바리스터 전극은 서로 병렬 연결구조를 갖음을 특징으로 하는 LED용 세라믹 패키지.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 산화아연계 바리스터 그린시트 중 LED 전극이 형성된 그린시트에는 다수의 LED 실장용 전극이 형성됨을 특징으로 하는 LED용 세라믹 패키지.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 산화아연계 바리스터 그린시트 중 LED칩이 실장되는 표면에 적층된 그린시트에는 외부를 향하며 점차 폭이 넓어지도록 경사면을 갖는 반사갓 형태의 LED칩 노출 구멍이 형성됨을 특징으로 하는 LED용 세라믹 패키지.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 LED 전극의 전원이 공급되는 인입부는 구불구불한 미앤더 구조로 형성됨을 특징으로 하는 LED용 세라믹 패키지.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 LED 전극의 전원이 공급되는 인입부는 나선형 구조로 형성됨을 특징으로 하는 LED용 세라믹 패키지.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 LED 전극이 형성된 그린시트의 표면에는 LED칩이 실장되는 외부를 향하며 점차 폭이 넓어지도록 경사면을 갖는 LED칩 노출 구멍이 형성된 반사갓이 더 설치되며, 상기 반사갓은 플라스틱 사출 공정으로 만들어진 하우징에 의해 적층된 그린시트들에 결합됨을 특징으로 하는 LED용 세라믹 패키지.

Images