KR100849782B1 - Method for manufacturing led package - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 일례에 따른 LED 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an LED package according to a conventional example.
도 2는 종래의 다른 예에 따른 LED 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an LED package according to another conventional example.
도 3은 도 2의 제조방법에 의해 얻어진 LED 패키지의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the LED package obtained by the manufacturing method of FIG.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시형태에 따른 LED 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the LED package according to the embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the LED package according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101: 패키지 본체 101a: 반사컵101:
101b: 오목부 102a, 102b: 리드 프레임101b:
105: LED 칩 106: 본딩 와이어105: LED chip 106: bonding wire
107: 형광체 108: 투명 폴리머107: phosphor 108: transparent polymer
110: 형광체막 111: 희석제 용매110: phosphor film 111: diluent solvent
118: 투명 포장 수지118: transparent packaging resin
본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 패키지의 제조방법에 관한 것으로, 특히 지향각에 따른 색편차를 방지하고 균일한 제품 특성을 구현하며 제조 공정이 용이한 LED 패키지 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode (LED) package, and more particularly, to a method for manufacturing an LED package which prevents color deviation according to a directivity angle, implements uniform product characteristics, and facilitates a manufacturing process.
최근, LED가 다양한 색의 광원으로 사용되고 있다. 조명용의 백색 LED 등 고출력, 고휘도 LED에 대한 수요가 증가함에 따라, LED 패키지의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. LED 제품의 성능을 높이기 위해서는, 우수한 광효율을 갖는 LED 칩 자체와 함께, 광을 효과적으로 추출하고 색순도가 우수하며 제품들간의 특성이 균일한 LED 패키지가 동시에 확보되어야 한다. Recently, LEDs are used as light sources of various colors. As the demand for high power and high brightness LEDs, such as white LEDs for lighting, increases, studies are being actively conducted to improve the performance and reliability of LED packages. In order to improve the performance of the LED products, together with the LED chip itself having excellent light efficiency, the LED package must be secured at the same time to effectively extract light, excellent color purity and uniform characteristics between the products.
LED를 이용하여 백색광을 얻기 위해서는, 대개 청색 또는 자외선 LED 칩 상에 형광체(예컨대, 황색 형광체 등)를 배치하게 된다. 이 백색광의 품질은 도포되는 형광체 자체의 특성뿐만 아니라, 형광체의 분포 형태에 의해서도 많은 영향을 받는다. 투명 수지와 형광체 분말의 혼합물을 LED 칩이 실장된 패키지의 컵 안에 주입하는 전통적인 LED 패키지 공정에서는, 수지 봉지재 내의 형광체의 공간적인 분포를 제어하는 것이 상당히 어렵다. 이에 따라 출력광의 색온도 편차가 심하고, 색분리 또는 색얼룩 현상이 발생하기 쉽다. In order to obtain white light using an LED, a phosphor (for example, a yellow phosphor, etc.) is usually disposed on a blue or ultraviolet LED chip. The quality of this white light is greatly influenced not only by the characteristics of the phosphor itself to be applied, but also by the distribution form of the phosphor. In traditional LED package processes in which a mixture of transparent resin and phosphor powder is injected into a cup of a package on which an LED chip is mounted, it is quite difficult to control the spatial distribution of phosphors in the resin encapsulant. As a result, the color temperature deviation of the output light is severe, and color separation or color staining is likely to occur.
이러한 문제를 해결하기 위해, 미국특허 제7,049,159호에서는 LED 칩 표면을 따라 형광체를 고밀도로 분포시키는 컨포멀 매핑(conformal mapping) 방법이 제안되었는데, 이러한 컨포멀 매핑의 경우 광효율이 큰 폭으로 증가할 뿐만 아니라, 방사각에 따른 색분리 현상도 저하될 수 있다. 그러나, 기존에 제안된 컨포멀 매핑 방법을 적용할 수 있는 LED 칩 형태 또는 칩 실장방식이 매우 제한되어 있어서 다양한 종류의 LED 칩 실장 형태에 모두 대응할 수 없는 한계가 있다. 이러한 문제점들은 백색 LED 패키지뿐만 아니라, 형광체를 사용하는 다른 LED 패키지(예컨대, 분홍색광을 출력하는 LED 패키지)에서도 발생한다. In order to solve this problem, U.S. Patent No. 7,049,159 proposes a conformal mapping method for distributing phosphors at high density along the surface of an LED chip. In the case of such conformal mapping, the light efficiency is greatly increased. In addition, color separation due to the emission angle may also be lowered. However, since the LED chip type or the chip mounting method to which the conventionally proposed conformal mapping method can be applied is very limited, there is a limitation that it cannot cope with all kinds of LED chip mounting types. These problems occur not only in white LED packages, but also in other LED packages (eg, LED packages that output pink light) using phosphors.
도 1은 종래의 LED 패키지 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 1(a)을 참조하면, 상부에 반사컵(11a)이 마련되고 리드프레임((12a, 12b)이 삽입된 패키지 본체를 준비한다. 그 후, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 반사컵(11a) 바닥부에 청색 LED 칩(15)을 실장하고, 와이어(15) 등에 의해 LED 칩(15)과 리드프레임(12a, 12b)을 연결한다. 그 후, 도 1(c)에 도시된 바와 같이 황색 형광체(17)가 분산된 에폭시 등의 투명 수지(18)를 반사컵 내에 주입하여 LED 칩(15)을 봉지하고 가열에 의해 수지(18)를 경화시킨다. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional LED package manufacturing process. Referring to Fig. 1 (a), a package main body having a
그러나, 상기한 공정에 의하면, 투명 수지(18)가 경화될 때까지 비중이 높은 형광체(17)가 침강하고 이에 따라 형광체(17)는 불균일하게 분포하게 된다(도 1(c). 따라서, LED 칩(15) 점등시 방사각에 따라 색분리 또는 색얼룩이 발생하고 출력광의 색균일도가 저하된다. 또한 제품마다 형광체(17)의 공간적 분포가 달라서 LED 패키지 제품 간의 특성 균일도가 떨어지게 된다. 뿐만 아니라, LED 칩(15) 표면 근방에 있는 형광체만이 백색광 변환에 유효하고 반사컵(11a) 바닥부나 칩 표면으로부터 먼 부위에 있는 형광체는 사실상 광 확산 또는 광 흡수 물질로 작용하기 때문에, 상기 공정에 의해 제조된 LED 패키지는 비교적 낮은 광효율을 갖는다. However, according to the above process, the
도 2는 종래의 다른 예에 따른 백색광 LED 패키지 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 2(a)를 참조하면, 기판(21) 상에 LED 칩들(25)을 실장한 후, 구멍(openings: 8)이 LED 칩(25)과 정렬되도록 구멍(8)을 갖는 스텐실(stencil: 23)을 기판(21) 상에 배치시킨다. 그 후, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 형광체를 함유한 투광 수지 물질을 구멍에 주입한다. 그리고 나서 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 스텐실(23)을 제거하여, LED 칩(25) 표면을 따라 배치된 형광체 막(28)을 형성하고, 그 후 가열 등에 의해 형광체 막(28)을 경화시킨다. 형광체 막(28)의 경화 후에는, 기판(21)을 절단선(L)을 따라 절단하여 LED 들을 개별 소자로 분리한다.2 is a cross-sectional view illustrating a white light LED package manufacturing process according to another conventional example. Referring to FIG. 2 (a), after mounting the
도 2에 도시된 바와 같은 컨포멀 매핑 방식에 따르면, LED 칩(25)의 표면 근방에서만 백색광(출력광)이 출사되므로, 2차 광학계(secondary optics)의 적용이 용이하며, 지향각에 따른 색편차도 거의 없다. 그러나, 이러한 컨포멀 매핑 방식이 적용될 수 있는 LED 칩의 실장 방식이 매우 제한적이다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 패키지(20) 내의 LED 칩(25)이 플립-칩(flip-chip) 방식의 LED인 경우에는 상기한 컨포멀 매핑 방식에 의한 LED 패키지 제작이 적합하나, 와이어가 돌출되는 LED 칩의 경우에는 이 방식을 적용하기가 어렵다. 또한 전술한 도 2의 공정은 팹(fab)에서 진행되어야만 그 품질을 보장할 수 있다. LED 칩을 소싱하여 패키징 공정만을 진행할 경우에는, 상기한 컨포멀 매핑 방식을 적용할 수 없다. 도 3에서 도면부호 25a, 25b는 LED 칩(25)의 전극(n-전극, p-전극)을 나타내고, 도면부호 31, 32는 범프 또는 솔더를 나타내고, 도면부호 21a, 21b는 기판(21) 상에 형성된 접속 패드를 나타낸다. According to the conformal mapping method as shown in FIG. 2, since white light (output light) is emitted only near the surface of the
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 제품 균일도와 광효율을 제공하고, 형광체의 불균일한 분포에 의한 색얼룩이나 색분리를 억제하고, 패키지나 칩의 형태에 구애받지 않는 범용성이 높은 LED 패키지 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide high product uniformity and light efficiency, to suppress color spots or color separation due to uneven distribution of phosphors, and to be independent of the shape of a package or a chip. To provide a highly versatile LED package manufacturing method.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 형광체가 분산되어 있고 희석제에 의해 희석된 경화가능한 투명 고분자 물질을 준비하는 단계와; 상기 투명 고분자 물질을 LED 칩이 실장된 실장 공간에 주입하여 상기 LED 칩을 도포하는 단계와; 상기 주입된 투명 고분자 물질 내에 분사된 형광체를 침강시키는 단계; 상기 형광체 침강 후, 상기 실장 공간 내의 희석제를 증발시켜 상기 LED 칩 표면을 따라 밀착 배치된 형광체막을 형성하는 단계를 포함하는, LED 패키지 제조 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of preparing a curable transparent polymer material in which the phosphor is dispersed and diluted with a diluent; Coating the LED chip by injecting the transparent polymer material into a mounting space in which the LED chip is mounted; Sedimenting the injected phosphor in the injected transparent polymer material; After sedimentation of the phosphor, a diluent in the mounting space is evaporated to form a phosphor film closely disposed along the surface of the LED chip.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 패키지 제조방법은, 상기 형광체막을 형성한 후, 상기 형광체막를 덮는 투명 포장수지를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the LED package manufacturing method may further include forming a transparent packaging resin covering the phosphor film after forming the phosphor film.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 고분자 물질의 LED 칩 도포 단계 전에 상기 LED 칩은, 반사컵을 갖는 패키지 본체의 반사컵의 바닥부에 실장되어 있고, 상기 투명 고분자 물질의 LED 칩 도포 단계에서 상기 투명 고분자 물질은 상기 반사컵 내에 주입될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, before the LED chip coating step of the transparent polymer material, the LED chip is mounted on the bottom of the reflective cup of the package body having a reflective cup, and in the LED chip coating step of the transparent polymer material The transparent polymer material may be injected into the reflective cup.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 투명 고분자 물질의 LED 칩 도포 단계 전에 상기 LED 칩은, 투명 고분자 물질의 수용 공간을 제공하는 댐(dam) 내측의 기판 상에 배치되고, 상기 투명 고분자 물질의 LED 칩 도포 단계에서 상기 투명 고분자 물질은 상기 댐의 내측에 주입될 수 있다. 이 경우, 상기 댐의 내측에는 복수의 LED 칩이 실장될 수 있다. 또한, 상기 형광체막 형성 후에, 상기 댐을 제거하 는 공정을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, before the LED chip coating step of the transparent polymer material, the LED chip is disposed on a substrate inside a dam that provides an accommodation space of the transparent polymer material, In the LED chip coating step, the transparent polymer material may be injected into the dam. In this case, a plurality of LED chips may be mounted inside the dam. The method may further include removing the dam after the phosphor film is formed.
상기 투명 고분자 물질은, 실리콘 수지, 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 이민, 폴리비닐 피롤리돈, 메틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다. The transparent polymer material may be selected from at least one of silicone resin, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyethylene imine, polyvinyl pyrrolidone, methyl cellulose and ethyl cellulose.
상기 희석제는 휘발성 유기 물질일 수 있다. 상기 희석제는 알코올 및 아세톤 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다. 상기 희석제의 증발 단계에서, 상기 희석제는 상온에서 증발되거나 또는 가열에 의해 증발될 수 있다.The diluent may be a volatile organic material. The diluent may be selected from at least one of alcohol and acetone. In the evaporation step of the diluent, the diluent may be evaporated at room temperature or by heating.
상기의 LED 패키지 제조 방법은 백색 LED 패키지의 제조에 적용될 수 있다. 청색 LED 칩 또는 자외선 LED 칩과 적절한 형광체(2종 이상의 형광체의 혼합물을 포함함)를 선택하여 백색 LED 패키지를 구현할 수 있다. The LED package manufacturing method can be applied to the manufacture of a white LED package. A white LED package can be implemented by selecting a blue LED chip or an ultraviolet LED chip and an appropriate phosphor (including a mixture of two or more phosphors).
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 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.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 completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시형태에 따른 LED 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an LED according to an embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 반사컵(101a)을 갖고 리드프레임(102a, 102b)이 삽입된 패키지 본체(101)를 마련한다. 반사컵(101a)에 의해 패키지 본체(101) 상부에는 LED 칩의 실장 공간을 제공하는 오목부(101b)가 형성되어진다. 반사컵(101a)의 내벽에는, 빛의 반사율을 높이기 위해 별도의 반사성 금속막(예컨대, Ag막 등)이 코팅될 수도 있다. 그 후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 반사컵(101a)의 바닥에 LED 칩(105)을 실장하고, 와이어(106) 등의 적절한 접속 수단을 통해 리드프레임(102a, 102b)과 LED 칩(105)을 전기적으로 연결한다. 리드프레임(102a, 102b) 대신에 반사컵(101a) 바닥에 형성된 도전 패턴을 이용할 수도 있다. 또한 와이어 본딩 대신에 플립-칩 본딩을 이용하여 LED 칩(105)을 패키지 본체(101)에 실장할 수도 있다. Referring to FIG. 4A, a
그 후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 형광체(107)가 분산되어 있고 희석제(111)에 의해 희석된 경화가능한 투명 고분자 물질(108) 또는 투명 폴리머를 패키지 본체(101)의 반사컵 내에 주입한다. 이에 따라 형광체(107)가 함유된 (희석된) 투명 고분자 물질(108)은 LED 칩(105)의 실장 공간에서 칩을 도포하게 된다. 형광체(107)를 함유한 희석된 투명 고분자 물질(108)은, LED 칩의 실장 단계(도 4b) 전에 또는 패키지 본체의 형성 전(도 4a)에 미리 마련할 수 있으며, 칩 실장 후 또는 패키지 본체 형성 후에 준비할 수도 있다. Thereafter, as shown in FIG. 4C, the
사용되는 LED 칩(105)과 형광체(107)로는, 예를 들어 백색 LED를 구현하기 위해, 청색 LED 칩과 황색 형광체를 사용할 수 있다. 그 외에도 '청색 LED 칩과 녹색 및 적색 형광체 혼합물의 조합' 또는 '자외선 LED 칩과 적색, 녹색 및 청색 형광체 혼합물의 조합'을 사용할 수도 있다. 뿐만 아니라, 백색 LED 이외에도 다른 출력광을 얻기 위한 LED 패키지(예컨대, 분홍색광 LED 패키지 등)에도 본 발명이 적용될 수 있으므로, 본 발명에 사용되는 LED 칩(105) 및 형광체(107)이 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한 LED 칩(105)의 형태나 실장 방식에 관하여도 '와이어 본딩', 플립 칩 본딩', '다이 본딩 과 와이어 본딩의 조합' 등 어떠한 형태 또는 방식에도 본 발명이 일반적으로 적용될 수 있다.As the
투명 고분자 물질(108)로는, 종래 수지 봉지재(resin encasulant)로 사용되는 실리콘 수지가 이용될 수 있으며, 그 외에도 경화가능한 다른 투명 고분자 물질, 예컨대 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 이민, 폴리비닐 피롤리돈, 메틸 셀룰로오스 또는 에틸 셀룰로오스 등이 사용될 수 있다. As the
희석제(111)로는, 상온에서 쉽게 증발되는 휘발성 유기 물질을 사용하거나,가열에 의해 증발되는 유기 물질을 사용할 수 있다. 희석제(111)는 투명 고분자 물질(108)보다 낮은 점도를 가지며, 투명 고분자 물질(108)과 혼합함으로써 희석된 고분자 물질(108, 111) 용액 전체의 점도를 충분히 낮춘다. 희석된 고분자 물 질(108, 111) 용액 전체의 점도는, 사용되는 형광체에 따라 다를 수 있지만, 형광체의 침강을 용이하게 할 정도로 낮은 값을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 희석제(111)로는, 예컨대, 메탄올, 에탄올 등의 알코올 또는 아세톤을 사용할 수 있다. 희석제(111)에 의해 희석된 투명 고분자 물질(108, 111) 용액을 사용함으로써, 그 물질 내에 분산된 형광체(107)를 보다 효과적으로 침강시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 종래 사용하는 형광체 함유 수지 봉지제와 달리, 형광체의 침강을 촉진하여 형광체의 불균일 분포(LED 칩(105)의 표면과 반사컵 바닥부에서의 형광체의 집중된 분포)를 의도적으로 유발하는 것이다. As the diluent 111, a volatile organic material which is easily evaporated at room temperature may be used, or an organic material which is evaporated by heating may be used. The diluent 111 has a lower viscosity than the
형광체가 분산된 희석된 투명 고분자 물질 주입한 후에는, 도 4d에 도시된 바와 같이, 일정 시간 방치하여 투명 고분자 물질 내의 형광체 입자(107)가 바닥에 침강되도록 한다. 이에 따라, LED 칩(105)의 표면 및 LED 칩(105)이 탑재된 부위 이외의 반사컵 바닥부에는 형광체들이 상대적으로 높은 밀도로 분포하게 된다. After injection of the diluted transparent polymer material in which the phosphor is dispersed, as shown in FIG. 4D, the
그리고 나서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 알코올류 또는 아세톤 등의 희석제를 증발시켜 LED 칩(105)의 표면(상면 및 측면)과 반사컵 바닥부에 코팅된 형광체막(110)을 형성한다. 이 형광체막(110)은 형광체 입자(107)를 높은 밀도로 함유하고 있으며, 투명 고분자 물질(108)은 형광체막(110)의 매트릭스 재료 또는 바인더 재료로 작용한다. 희석제은 자연상태로 방치하여 증발되거나 비교적 낮은 온도 가열에 의해 증발될 수 있다. 희석제가 높은 증기압을 가진 휘발성 유기 물질로 되어 있는 경우에는 가열 없이 상온에서도 단시간에 증발될 수 있다. Then, as shown in FIG. 4D, a diluent such as alcohol or acetone is evaporated to form the
또한, 실리콘 수지 등의 투명 고분자 물질을 가열하여 이를 경화시킴으로써, 형광체막(110)을 고정된 형태로 경화 또는 고화시킬 수 있다. 투명 고분자 물질의 가열은 희석제의 증발 온도보다는 높은 온도에서 실시될 수 있다. 예컨대, 50~60℃의 온도에서 희석제를 증발시키고 100℃이상의 온도에서 투명 고분자 물질을 경화시킬 수 있다. In addition, by heating a transparent polymer material such as a silicone resin and curing it, the
본 실시형태에 따르면, LED 칩(105)의 표면을 따라 형성된 형광체막(110)을 통하여 파장 변환이 이루어지므로, 지향각에 따른 색편차나 색얼룩의 발생이 거의 없고, 균일한 특성의 빛을 출력할 수 있다. 형광체에 의한 광손실의 양도 줄어들게 된다. 또한 형광체 침강과 희석제 증발에 의해 LED 칩 표면을 따라 컨포멀하게(conformal) 코팅된 형광체막을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 종래의 컨포멀 매핑 방식(스텐실을 사용한 도 2의 형광체막 형성 공정 참조)에 비하여 형광체 막 형성 공정이 쉽다. According to the present embodiment, since wavelength conversion is performed through the
또한, 기존의 형광체 함유 수지 봉지제의 단순 주입 공정을 사용한 경우(도 1 참조)에 비하여, 본 실시형태는 색온도 조절이 형광체의 절대량에 의해 쉽게 조절할 수 있는 장점을 제공한다. 즉, 기존에는 형광체가 수지 봉지재 내에 전체적으로 불균일하게 분포한 반면에, 본 실시형태에서는 형광체 침강에 의해 형광체 입자 들이 반사컵 바닥면 및 LED 칩 표면에만 높은 밀도로 존재하기 때문에, 투명 고분자 물질(108)과 희석제(111)의 양에 상관없이 원하는 형광체의 절대량을 주입용액에 혼합하여 사용하면 된다. 이로 인해, LED 패키지 제품들 간의 색편차, 특성 편차가 줄어들게 된다. In addition, compared with the case of using a simple injecting process of the phosphor-containing resin encapsulant (see FIG. 1), the present embodiment provides an advantage that the color temperature control can be easily controlled by the absolute amount of the phosphor. That is, in the conventional phosphor, the phosphor is entirely unevenly distributed in the resin encapsulant, whereas in the present embodiment, since the phosphor particles are present at high density only on the bottom surface of the reflecting cup and the LED chip due to the phosphor settling, the
또한 본 LED 패키지 제조 공정은 패키지의 형태나 LED 칩의 실장 방식(플립 칩 본딩, 와이어 본딩 등)에도 적용가능하다. 와이어에 의한 간섭 현상도 거의 발생하지 않는다. 즉, 와이어에 부착되거나 그 주위에 위치하는 형광체에 의한 전기적 특성이나 광학적 특성의 저하가 억제된다(도 1과 비교). 따라서, 적용 가능한 LED 칩의 선택 폭도 넓어지게 된다.In addition, the present LED package manufacturing process can be applied to the shape of the package and the mounting method of the LED chip (flip chip bonding, wire bonding, etc.). The interference caused by the wire hardly occurs. That is, the fall of the electrical characteristic and the optical characteristic by the fluorescent substance attached to or located in the wire is suppressed (compared with FIG. 1). Therefore, the selection range of the applicable LED chip also becomes wider.
형광체막(110)이 형성된 결과물을 LED 패키지로 사용할 수도 있으나, 도 4f에 도시된 바와 같이 형광체막(110)을 포장하는(또는 덮는) 투명 포장수지(118)를 더 형성할 수 있다. 예컨대, 실리콘 수지 또는 에폭시 수지를 반사컵 내에 주입하고 이를 경화하여 '형광체막(110)이 코팅된 LED 칩(105)'을 봉지할 수 있다. 또한, 투명 포장수지(118) 위에(또는 투명 포장 수지(118) 없이 패키지 본체(101) 위에) 반구형 렌즈 등의 2차 광학계 부재를 더 배치시킬 수도 있다. 투명 포장수지의 상면을 반구형으로 제작하는 등 투명 포장수지 자체를 렌즈 형상으로 제조할 수도 있다. Although the resultant formed with the
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 패키지 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 5 is a cross-sectional view illustrating a LED package manufacturing process according to another embodiment of the present invention.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에 하나 이상의 LED 칩(105)을 실장하고, 투명 고분자 물질의 수용 공간을 제공하는 댐(103: dam)을 형성한다. 댐(103)에 의해 둘러싸인 부분은 LED 칩(105)의 실장공간으로 제공된다(따라서,LED 칩(105)은 댐(103)의 내측에 실장됨). LED 칩(105)은 와이어(106)에 의해 기판 배선(미도시)와 접속될 수 있다. 이와 달리, 와이어 없이 플립 칩 방식으로 LED 칩이 실장될 수도 있다. As shown in FIG. 5A, at least one
그 후, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 댐(103)의 내측(즉, LED 칩(105)의 실장 공간)에, 전술한 바와 같은 '형광체(107)가 분산되어 있고 희석제(111)로 희석된 투명 고분자 물질(108)'을 주입한다. 이에 따라, 댐(103) 내측의 실장 공간에는 LED 칩(105)을 덮는 투명 고분자 물질(108)이 배치된다. Then, as shown in FIG. 5 (b), in the inside of the dam 103 (ie, the mounting space of the LED chip 105), the '
다음으로, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 일정 시간 방치하여 형광체(107)를 LED 칩(105) 표면 및 LED 칩(105)으로부터 노출된 기판 상면으로 침강시킨다. 형광체(107)를 충분히 침강시킨 후에는, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 가열에 의해 또는 상온에서 희석제(111)를 증발시켜 고밀도로 형광체가 분포된 형광체막(110)을 형성한다. 이 형광체막(110)은 LED 칩(105)의 표면을 따라 컨포멀하게 형성되며, 부가적인 열 공급에 의해 투명 고분자 물질(108)을 경화시킬 수 있다. 형광체 막(110)이 완성된 후에는, 댐(103)을 제거하고 절단선(L)을 따라 기판(101)을 자름으로써, LED 들을 개별 소자별로 분리할 수 있다. 이와 달리, 형광체막(110) 형성후 기판 절단 없이 복수의 LED칩들을 포함하는 상태에서 LED 패키지를 사용할 수도 있다. Next, as shown in FIG. 5C, the
또한, 희석제 증발에 의해 형광체막(110) 형성후, 댐(103) 제거 없이 형광체막(1100을 덮는 투명 포장수지(118)를 더 형성할 수도 있다. 투명 포장수지(118)는 필요에 따라 렌즈 형상으로 제조될 수 있다. 또한 투명 포장수지(118) 상에 또는 패키지 본체(110) 상에 렌즈 등의 부가적인 광학부재를 형성할 수도 있다. In addition, after the
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 또한, 본 발명은 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 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. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be substituted, modified, and changed in various forms without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 형광체 입자의 침강과 희석제의 증발을 이용하여, LED 칩 표면을 따라 균일하게 형성된 형광체막을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 제품 내의 지향각에 따른 색편차를 방지하고, 발광 효율을 높이고, LED 제품들 간의 특성 편차를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 공정은, 다양한 패키지 및 LED 칩 형태에 적용가능하며 실장 방식의 선택 폭도 매우 넓다. As described above, according to the present invention, it is possible to easily form the phosphor film uniformly formed along the surface of the LED chip by using the sedimentation of the phosphor particles and the evaporation of the diluent. Therefore, it is possible to prevent the color deviation according to the directivity angle in the product, to improve the luminous efficiency, and to reduce the characteristic deviation between the LED products. In addition, the process according to the present invention is applicable to various package and LED chip types, and the choice of mounting method is very wide.
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