KR100809207B1 - Method for fabricating a light emitting diode package - Google Patents
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도 1은 종래의 요철패턴형성을 위한 스탬프를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a stamp for forming a conventional uneven pattern.
도 2는 발광다이오드 칩이 실장되고, 봉지부가 형성된 컵형 패키지 구조물의 평면도이다.2 is a plan view of a cup-shaped package structure in which a light emitting diode chip is mounted and an encapsulation part is formed.
도 3a는 도 2의 컵형 패키지 구조물상에 도 1의 스탬프가 적용된 것을 나타내는 도면이다. 3A is a diagram illustrating the stamp of FIG. 1 applied to the cup-shaped package structure of FIG.
도 3b는 도 3a의 컵형 패키지 구조물의 A-A선의 단면도이다. 3B is a cross-sectional view taken along the line A-A of the cup-shaped package structure of FIG. 3A.
도 4는 도 2의 컵형 패키지 구조물상에 스탬프가 적용된 상태의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a stamp applied to the cup-shaped package structure of FIG.
도 5a는 도 4에서의 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지 제조방법에서 사용되는 스탬프를 나타내는 도면이다. FIG. 5A is a view illustrating a stamp used in a method of manufacturing a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention in FIG. 4.
도 5b는 도 5a의 스탬프에서 B-B선 및 C-C선에 따른 단면을 나타내는 사시도이다. 5B is a perspective view illustrating a cross section taken along line B-B and line C-C in the stamp of FIG. 5A.
도 6는 도 4에서 스탬프가 분리된 컵형 패키지 구조물의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of the cup-shaped package structure with the stamp separated in FIG. 4.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 스탬프 12 요철부10
14a, 14b 가이드홈부 16 컵형 패키지 구조물14a, 14b Guide Groove 16 Cup Package Structure
17 발광다이오드 칩 18 봉지부17
19a, 19b 반사면19a, 19b reflective surface
본 발명은 발광 다이오드 패키지 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 발광효율을 최대화하고 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 발광 다이오드 패키지의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode package, and more particularly, to a method of manufacturing a light emitting diode package capable of maximizing the light emitting efficiency and performing the process efficiently.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 반도체로 이루어진 고체발광소자로서 다른 열변환 발광소자에 비해 안정적이고 신뢰성이 있으며, 그 수명도 길다. 또한, 그 구동은 수 V 정도의 전압과 수십 mA의 전류로도 가능하므로 소요전력이 작다는 장점이 있어서, 발광소자로서의 그 유용성이 한층 기대되는 분야의 소재이다. Light emitting diodes (LEDs) are solid-state light emitting devices made of semiconductors, which are more stable and reliable than other heat conversion light emitting devices, and have a long lifespan. In addition, since the driving is possible with a voltage of several V and a current of several tens of mA, the power consumption is small, and thus it is a material of a field in which its usefulness as a light emitting element is further expected.
이러한 LED는 핸드폰 및 PDA의 디스플레이 등과 같은 소형 액정 디스플레이에서 백라이트 유닛으로서 광원으로 사용되고 있는 사이드 뷰 LED와 카메라가 장착된 핸드폰 및 간판 조명의 광원으로 사용되고 있는 플래쉬 LED, 그리고, 조명 및 전장용 등의 광원으로 사용되고 있는 고출력 LED 등 점점 보다 많은 영역에서 광원으로 사용됨으로써 그 적용 분야가 확대되어 가면서 차세대 조명광원으로서 개발이 요청되고 있다.These LEDs are used as a backlight unit in a small liquid crystal display such as a display of a mobile phone and a PDA, as a light source, a flash LED used as a light source for a cell phone and a signboard light with a camera, and a light source for lighting and electronics. As it is used as a light source in more and more areas, such as high-power LED is being used as the field of application is expanding, development as a next-generation illumination light source is called for.
LED는 리드프레임 형태, PCB, 세라믹, 및 ALN등에 따라 패키지의 종류가 다양하다. 그 중 하나로는 리드프레임을 장착한 패키지 본체에 반사면(reflector)를 형성하여 LED로부터 발광되는 빛의 경로를 조절하는 형태가 있다. 이러한 형태의 패키지에서는, 발광 다이오드 칩을 전극패턴이 형성된 기판 또는 리드프레임 상에 실장한 후에 발광다이오드 칩의 단자와 전극패턴(또는 리드)를 전기적으로 연결하고, 그 상부에 예를 들면 에폭시, 실리콘 또는 그 조합 등과 같은 수지를 봉지물질로 사용하여 발광 다이오드 칩이 봉지된다. 봉지부는 광추출효율을 증가시키기 위하여 요철등이 형성될 수 있다. LEDs come in a variety of packages depending on the leadframe type, PCB, ceramic, and ALN. One of them is a form in which a reflector is formed on a package body on which a lead frame is mounted to control the path of light emitted from the LED. In this type of package, after mounting a light emitting diode chip on a substrate or lead frame on which an electrode pattern is formed, the terminal and the electrode pattern (or lead) of the light emitting diode chip are electrically connected to each other, for example epoxy or silicon. Or the LED chip is encapsulated using a resin such as a combination thereof as the encapsulating material. The encapsulation portion may be formed with irregularities in order to increase light extraction efficiency.
도 1은 종래의 요철패턴형성을 위한 스탬프를 나타내는 도면이다. 스탬프(1)는 패키지의 봉지부상에 형성하고자 하는 요철과 반대되는 형상의 요철이 형성되어 있다. 도 1에서, 요철(2)은 스탬프(1) 전체에 균일하게 형성되어 있다. 종래의 스탬프(1)에 요철(2)이 전체적으로 형성된 이유는, 그러한 형상인 경우 하나의 발광다이오드 패키지에 요철을 형성하는 것보다는 복수개의 발광다이오드 패키지를 포함하는 발광다이오드 패키지 프레임에 적용되어 1회의 적용으로 복수개의 발광다이오드 패키지에 요철이 형성될 수 있기 때문이다. 1 is a view showing a stamp for forming a conventional uneven pattern. The
도 2는 발광다이오드 칩(5)이 실장되고, 봉지부(6)가 형성된 컵형 패키지 구조물(3)의 평면도이다. 컵형 패키지 구조물(3)에는 컵 형상의 홈부(4)가 형성되어있어서, 그 저면에 발광 다이오드 칩(5)이 실장될 수 있게 한다. 발광 다이오드 칩(5)의 전기적 연결 및 이를 위한 전극구조는 생략되어 있다. 2 is a plan view of the cup-
도 3a는 도 2의 컵형 패키지 구조물(3)상에 도 1의 스탬프(1)가 적용된 것을 나타내는 도면이다. 봉지부(6)상에 스탬프(1)가 적용됨에 따라 봉지물질이 컵형 패키지 구조물(3) 외부로 유출된 것이 나타나 있다. 도 3b는 도 3a의 컵형 패키지 구조물의 A-A선의 단면도이다. 봉지부(6)에는 요철이 형성되어 있고, 봉지물질은 컵형 패키지 구조물(3)의 측면보다 외부로 유출되어 있다. 유출된 봉지물질에 의하여 발광 다이오드 칩(5)으로부터 발광된 빛이 바람직하지 않은 방향으로 진행할 수 있다. 그에 따라 전체 발광다이오드 패키지의 발광효율은 감소된다. 이러한 유출된 봉지물질을 제거시켜 발광효율을 증가시켜야 하는데, 이러한 제거공정은 추가로 수행되어야 한다. FIG. 3A shows the
따라서, 효율적인 공정으로 최대의 발광효율을 나타낼 수 있도록 발광다이오드 패키지를 제조할 수 있는 방법에 대한 개발이 요청되었다. Therefore, the development of a method for manufacturing a light emitting diode package so as to exhibit the maximum luminous efficiency in an efficient process has been requested.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 컵형 패키지 구조물의 봉지부에 요철구조 형성시 봉지물질이 패키지에 잔존하는 것을 방지하고 보다 효과적으로 요철구조를 형성할 수 있어서 발광효율을 최대화하고 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent the encapsulation material remaining in the package when forming the concave-convex structure on the sealing portion of the cup-shaped package structure and to form the concave-convex structure more effectively luminous efficiency To provide a method for manufacturing a light emitting diode package that can maximize the efficiency and perform the process efficiently.
상기한 기술적 과제를 실현하기 위해서, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지 제조방법은 상면에 홈부가 형성되고 홈부의 저면에 하나 또는 그 이상의 발광다이오드 칩이 실장된 컵형 패키지 구조물을 마련하는 단계; 패키지 구조물의 홈부에 봉지물질을 투입하여 봉지부를 형성하는 단계; 봉지부의 상면에 요철부 및 가이드홈부를 구비한 스탬프를 적용시키는 단계; 및 봉지부와 스탬프를 분리시키는 단계;를 포함한다. In order to realize the above technical problem, a method of manufacturing a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing a cup-shaped package structure in which a groove is formed on an upper surface and one or more light emitting diode chips are mounted on a bottom of the groove. ; Inserting an encapsulating material into a groove portion of the package structure to form an encapsulation portion; Applying a stamp having an uneven portion and a guide groove to an upper surface of the encapsulation portion; And separating the seal from the stamp.
컵형 패키지 구조물의 홈부의 측면은 경사를 갖는 반사면일 수 있는데, 스탬프의 가이드홈부의 일면은 반사면의 경사와 동일한 경사를 갖는 것이 바람직하다. The side surface of the groove portion of the cup-shaped package structure may be a reflective surface having an inclination, wherein one surface of the guide groove portion of the stamp has the same inclination as that of the reflective surface.
컵형 패키지 구조물의 홈부에 투입되는 봉지물질은 발광다이오드로부터 발광되는 빛에 영향을 미치지 않는 액상의 투명수지인 것이 바람직하다. 액상 투명수지로 봉지된 봉지부에 스탬프를 적용하는 단계는, 투입된 액상 투명수지의 경화가 완 료되기 전에 수행될 수 있다. The encapsulating material introduced into the groove of the cup-shaped package structure is preferably a liquid transparent resin that does not affect the light emitted from the light emitting diode. The step of applying a stamp to the encapsulation portion encapsulated with the liquid transparent resin may be performed before the curing of the injected liquid transparent resin is completed.
스탬프에 형성된 요철부의 단면의 형상은 삼각형, 사각형, 및 반원형 중 어느 하나의 형태가 반복되는 형상일 수 있다. The shape of the cross section of the uneven portion formed in the stamp may be a shape in which any one of a triangle, a square, and a semicircle is repeated.
가이드홈부는 스탬프상에 형성된 요철부를 둘러싸면서 그 둘레에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 가이드홈부는 컵형 패키지 구조물의 측벽의 상단과 대응하는 형상인 홈 형상을 갖을 수 있다. The guide groove portion is preferably formed around the uneven portion formed on the stamp. In addition, the guide groove portion may have a groove shape that is a shape corresponding to an upper end of the sidewall of the cup-shaped package structure.
스탬프를 적용한 후 봉지물질이 외부로 유출될 수 있는데 이 경우, 스탬프를 분리시키는 단계 전에, 가이드 홈부를 통하여 컵형 패키지 구조물의 외부로 유출된 봉지물질을 제거시키는 것이 바람직하다. 아울러, 스탬프를 보다 용이하게 분리시키기 위하여 스탬프를 분리시키는 단계는 요철부 및 가이드홈부에 이형제를 도포하고 수행될 수 있다. After applying the stamp, the encapsulating material may leak out. In this case, it is preferable to remove the encapsulating material leaked out of the cup-shaped package structure through the guide groove before the step of separating the stamp. In addition, in order to separate the stamp more easily, the step of separating the stamp may be performed by applying a release agent to the uneven portion and the guide groove.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있고, 동일부호의 요소들은 동일한 구성요소를 나타내고 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description, elements of the same reference numerals represent the same components.
본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지 제조방법은 상면에 홈부가 형성되고 홈부의 저면에 발광다이오드 칩이 실장된 컵형 패키지 구조물을 마련하는 단계; 패키지 구조물의 홈부에 봉지물질(encapsulant)을 투입하여 봉지부를 형성하는 단계; 봉지부의 상면에 요철부 및 가이드홈부를 구비한 스탬프를 적용시키는 단계; 및 봉지부와 스탬프를 분리시키는 단계;를 포함한다. Method of manufacturing a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing a cup-shaped package structure in which a groove is formed on the upper surface and the light emitting diode chip is mounted on the bottom of the groove; Inserting an encapsulant into a groove of the package structure to form an encapsulant; Applying a stamp having an uneven portion and a guide groove to an upper surface of the encapsulation portion; And separating the seal from the stamp.
도 4는 도 2의 컵형 패키지 구조물상에 스탬프가 적용된 상태의 단면도이다. 먼저, 본 발명에 따라 발광다이오드 패키지를 제조하기 위하여 컵형 패키지 구조물(16)을 마련한다. 컵형 패키지 구조물(16)은 상면에 컵형의 홈부가 형성된다. 홈부의 저면에는 발광 다이오드 칩(17)이 실장된다. 4 is a cross-sectional view of a stamp applied to the cup-shaped package structure of FIG. First, in order to manufacture a light emitting diode package according to the present invention, a cup-
컵형 패키지 구조물(16)의 홈부의 저면에는 발광 다이오드 칩(17)과 외부전원과의 연결을 위한 전극 패턴(미도시)이 마련된다. 발광 다이오드 칩(17)은 전극패턴(미도시)과 공지의 방법, 예를 들면 와이어 본딩을 통하여 연결될 수 있는데, 이러한 전극패턴(미도시)의 형상 및 그 형성방법과 발광 다이오드 칩(17)과의 연결방법은 공지의 것으로 그 설명은 생략하기로 한다. An electrode pattern (not shown) for connecting the
컵형 패키지 구조물(16)의 내부측면은 경사를 갖는 반사면(19a, 19b)일 수 있다. 반사면(19a, 19b)은 발광 다이오드 칩(17)으로부터 발광되는 광을 반사시켜 컵형 패키지 구조물(16)의 외부로 추출되는 효율을 증가시키기 위한 것이다. 반사면(19a, 19b)은 광의 반사효율을 증가시키기 위하여 홈부의 저면에 대하여 90°미만의 소정 각도를 갖도록 형성할 수 있다. The inner side of the cup-shaped
발광 다이오드 칩(17)이 실장되면, 홈부에 봉지물질을 투입하여 봉지부(18)를 형성한다. 컵형 패키지 구조물(16)의 홈부에 투입되는 봉지물질은 발광다이오드로부터 발광되는 빛에 영향을 미치지 않는 투명한 물질인 것이 바람직한데, 예를 들면 투명수지일 수 있다. 투입되는 투명수지는 경화 전 액상의 수지이다. 액상 투명수지는 실리콘, 에폭시수지 또는 이들의 혼합물일 수 있다. When the
봉지물질은 디스펜싱(dispensing)공정과 같은 공지의 공정을 이용하여 투입될 수 있다. 봉지물질은 발광 다이오드 칩(17)의 광을 다른 파장의 광으로 변환할 수 있는 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면 투명수지에 형광체물질이 분산된 형태의 물질일 수 있다. The encapsulating material may be introduced using a known process such as a dispensing process. The encapsulating material may include a phosphor capable of converting light of the
봉지부(18)가 형성되면, 봉지부(18)의 상면에 요철부(12) 및 가이드홈부(14)를 구비한 스탬프(10)를 적용시킨다. When the
도 5a는 스탬프(10)의 평면도를 나타내고, 도 5b는 도 5a의 스탬프에서 B-B 선 및 C-C선에 따른 단면을 더 나타내는 사시도이다. FIG. 5A shows a plan view of the
스탬프(10)는 요철부(12) 및 가이드홈부(14)를 구비한다. 요철부(12)는 스탬프(10)의 내부에 형성되면서, 그 둘레는 가이드홈부(14)가 둘러싸고 있다. 요철부(12)의 형상은 발광다이오드 패키지상에 형성하고자 하는 요철의 형상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 요철부(12)의 단면의 형상은 삼각형, 사각형, 및 반원형 중 어느 하나의 형태가 반복되는 형상일 수 있다. 그에 따라 발광다이오드 패키지의 봉지부(18) 상에 형성되는 요철은 요철부(12)의 형상이 양각패턴이면 그에 대응하는 음각패턴의 형상이, 요철부(12)가 음각패턴이면 양각패턴의 형상을 나타낼 수 있다. The
가이드홈부(14)는 요철부(12)를 둘러싸면서 그 둘레에 형성되는 것이 바람직하다. 가이드홈부(14)는 스탬프(10)상에 형성된 홈으로서, 추후 스탬프(10)가 컵형 패키지 구조물(16)의 봉지부(18)상에 적용될 때, 컵형 패키지 구조물(16)의 측벽과 대응되어 요철형성시 봉지물질의 유출을 방지하도록 한다. 즉, 가이드홈부(14)는 컵형 패키지 구조물(16)의 측벽의 상단과 대응하는 형상인 홈 형상을 갖는다. 그러므로, 가이드홈부(14a, 14b)의 측면은 반사면(19a, 19b)의 경사와 동일한 경사를 갖는 것이 바람직하다.
스탬프(10)는 실리콘 웨이퍼와 같은 평판을 이용하여 복수개 형성될 수 있 다. 실리콘 웨이퍼 상에 각각의 스탬프(10)와 동일한 형상의 스탬프 패턴을 복수개 형성하고, 이를 마스터 패턴으로 하여 복수의 개별 발광다이오드 패키지용 스탬프를 갖는 스탬프를 제조할 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 스탬프에 요철이 전체적으로 형성되어 연속된 형태를 나타내는 경우와 달리, 각각의 발광다이오드 패키지별 요철을 형성할 수 있다. The
스탬프(10)가 봉지부(18)에 적용된 도 4를 다시 참조한다. 도 4에서, 봉지부(18)상에 스탬프(10)가 적용되어 요철이 형성된다. 본 공정은 임프린팅(imprinting) 또는 스탬핑(stamping)공정으로 이해될 수 있다. 본 도면에서 스탬프(10)는 평평한 구조인 것으로 나타나 있는데, 이 경우 액상투명수지의 습윤성(wetting)에 의해 발생되는 봉지부(18)상면인 곡면을 평탄하게 하여 곡면일 경우에 광학적으로 불리한 영향을 감소시킬 수 있다. Reference is again made to FIG. 4 where the
컵형 패키지 구조물(16)에 스탬프(10)를 적용한 후 봉지물질이 외부로 유출될 수 있다. 봉지물질이 외부로 유출되는 경우는 홈부에 스탬프(10)를 적용시킬 만한 공간이 없이 봉지부(18)가 형성된 경우가 있다. 이 때에는 스탬프(10)를 분리시키는 단계 전에, 외부로 유출된 봉지물질을 제거시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 스탬프(10)에는 가이드홈부(14)가 형성되어 있으므로 컵형 패키지 구조물(16)의 측면 상단에 유출되는 봉지물질의 양은 적다. 따라서, 외부로 유출된 봉지물질의 제거가 용이하다. After applying the
또한, 본 공정은 봉지물질이 수지인 경우, 일정시간 경화가 진행된 반경화상태, 즉 경화가 완료되지 않은 상태에서 실시될 수 있다. 이러한 경우에, 수지의 종류 또는 스탬프(10)의 패턴에 따라 후속되는 스탬프 분리공정이 용이하게 수행될 수 있다. In addition, when the encapsulating material is a resin, the present process may be performed in a semi-cured state where the curing is performed for a predetermined time, that is, the curing is not completed. In this case, the subsequent stamp separation process can be easily performed according to the type of resin or the pattern of the
봉지부(18)상에 요철이 형성되면 봉지부(18)와 스탬프를 분리시켜 발광다이오드 패키지를 제조한다. 도 6는 도 4에서 스탬프와 분리된 컵형 패키지 구조물의 단면도이다. 스탬프 분리공정이 용이하도록, 스탬프(10)의 요철부(12) 및 가이드홈부(14)에 실리콘 오일과 같은 이형재를 도포하는 것이 바람직할 것이다. If unevenness is formed on the
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.
상술한 바와 같이 본 발명의 발광 다이오드 패키지의 제조방법에 따르면, 컵형 패키지 구조물의 봉지부에 요철구조 형성시 가이드홈부가 형성된 스탬프를 사용 하므로, 봉지물질이 패키지에 잔존하는 것을 방지할 수 있어서 잔존하는 봉지물질로 인한 광량손실을 방지할 수 있어, 발광효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the manufacturing method of the LED package of the present invention, since the stamp is formed in the guide groove when the uneven structure is formed in the encapsulation portion of the cup-shaped package structure, the encapsulating material can be prevented from remaining in the package. Light loss due to the encapsulation material can be prevented, thereby maximizing the luminous efficiency.
또한, 잔존하는 봉지물질을 제거하기 위한 스크래핑(scrapping)과 같은 별도의 공정을 생략할 수 있어, 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다. In addition, since a separate process such as scraping to remove the remaining encapsulating material may be omitted, the process may be efficiently performed.
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