KR100859496B1 - 엘이디 램프 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 램프 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 제조 공정 및 구조가 간단함은 물론 방열 특성을 향상시킬 수 있는 고출력 엘이디 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조되는 고출력 엘이디에 관한 것이다.

본 발명에 따른 엘이디 램프 제조 방법은 고출력 엘이디의 제조 방법에 있어서, 기판위에 절연층을 코팅한 다음, 마스크 팩을 이용하여 상기 절연층을 에칭하는 단계와; 상기 절연층의 상부에 전도성을 가지는 금속층을 코팅하는 단계와; 마스크 팩을 이용하여 상기 금속층에 전극 패턴 및 상기 엘이디 칩이 안착되는 홈부를 형성하는 단계와; 상기 홈부의 기판 상에 엘이디 칩을 직접 부착하여 고정시킨 다음 와이어를 전극에 연결하고 그 주위에 엘이디 칩에서 방사되는 광을 전방으로 반사시키도록 하부가 개방된 반사체를 상기 기판 위에 장착하는 단계와; 상기 기판 위에 실장된 엘이디 칩 및 전극 패턴과 반사체를 커버하도록 기판의 상면을 투명 수지로 몰딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

고출력 엘이디, 기판, 엘이디 칩

Description

엘이디 램프 제조 방법{Fabrication Method of LED Lamp}

도 1은 본 발명에 따른 고출력 엘이디를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 도 2의 B부 확대도.

도 4 내지 도 12는 본 발명에 따른 고출력 엘이디의 제조 과정을 나타내는 단면도.

도 13은 종래의 고출력 엘이디의 구성을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고출력 엘이디

2 : 기판

21 : 절연층

22 : 금속층

221 : 홈부

23 : 전극 패턴

3 : 엘이디 칩

31 : 와이어

4 : 반사체

41 : 관통 홀

5 : 몰딩부

본 발명은 엘이디 램프 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 제조 공정 및 구조가 간단함은 물론 방열 특성을 향상시킬 수 있는 엘이디 램프 제조 방법에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 엘이디라 한다)는 GaAs, AlGaAs, GaN등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.

최근 엘이디는 반도체 기술의 발전에 의해 저휘도의 범용 제품에서 탈피하여, 고휘도, 고품질의 제품 생산이 가능해졌다.

따라서, 엘이디는 디스플레이, 차세대 조명원등으로 응용 범위가 넓어짐에 따라 표면실장 형태의 발광다이오드 소자가 제품화되고 있는 추세이다.

이에 통상적으로 알려진 고출력 엘이디 제조 방법은, 도 13에 도시된 바와 같이, 절연층(200)이 형성된 기판(100)위에 전극 패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극 패턴 상면에 슬러그(300)를 부착시키는 단계와, 상기 슬러그(300) 상부에 상부가 개방된 반사판(400)을 고정하는 단계와, 상기 반사판(400)에 엘이디 칩(500)을 올려놓은 다음 상기 엘이디 칩(500)에서 인출된 와이어(600)를 전극 패턴에 연결하는 단계와, 상기 기판(100) 위에 실장된 엘이디 칩(500) 및 반사판(400)을 커버하도록 기판의 상면을 투명 수지(700)로 몰딩하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

그러나 상기와 같은 방법을 통해 고출력 엘이디를 제조하는 경우 일체형의 반사반을 사용함에 따라 전기적인 절연과 방열 효율성을 위해 전극 패턴과 반사판의 사이에 슬러그를 필수로 구성해야 함은 물론, 반사판을 슬러그의 정 중앙에 정확하게 배치하는 등 공정 단계가 복잡하고, 엘이디 제조 방법의 구조가 복잡하여 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 슬러그 재질에 따라 엘이디의 방열 성능이 좌우되므로 상기와 같은 방법에 의해 제조되는 고출력 엘이디의 경우 방열 성능이 균일하지 못하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 하부 개방형의 반사판을 이용하고 엘이디에서 방사되는 광에 의한 열이 기판을 통해 직접 방열되도록 기판 상에 엘이디 칩을 직접 접촉시켜 제작함으로써 엘이디의 공정 단계 및 구조를 간단히 하여 용이하게 제작할 수 있으며 방열 특성을 향상시킬 수 있는 고출력 엘이디 제조 방법을 제공하는 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엘이디 램프 제조 방법에 있 어서, 기판위에 절연층을 코팅한 다음, 마스크 팩을 이용하여 상기 절연층을 에칭하는 단계와; 상기 절연층의 상부에 전도성을 가지는 금속층을 코팅하는 단계와; 마스크 팩을 이용하여 상기 금속층에 전극 패턴 및 상기 엘이디 칩이 안착되는 홈부를 형성하는 단계와; 상기 홈부에 엘이디 칩을 부착한 다음 와이어를 전극에 연결하고 그 주위에 엘이디 칩에서 방사되는 광을 전방으로 반사시키도록 하부가 개방된 반사체를 상기 기판 위에 장착하는 단계와; 상기 기판 위에 실장된 엘이디 칩 및 전극 패턴과 반사체를 커버하도록 기판의 상면을 투명 수지로 몰딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고출력 엘이디는 기판과; 상기 기판의 상면에 코팅되어 에칭 과정을 통해 소정의 패턴으로 형성된 절연층과; 상기 절연층의 상면에 코팅되어 에칭 과정을 통해 형성되며 엘이디 칩이 안착되는 홈부를 포함하는 전극 패턴을 가지는 금속층과; 상기 금속층의 홈부를 통해 상기 기판 상면에 삽입 고정되며 와이어를 통해 상기 전극 패턴과 연결되는 엘이디 칩과; 상기 와이어를 통해 전극 패턴과 연결되는 엘이디 칩 둘레에 삽입 고정되며 상기 엘이디 칩에서 방사되는 광을 전방으로 반사시키도록 중앙에 관통 홀이 형성되어 하부가 개방된 상광하협의 반사체와; 상기 기판 위에 실장된 엘이디 칩 및 전극 패턴과 반사체를 커버하도록 투명 수지로 몰딩된 몰딩부로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고출력 엘이디를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 2의 B부 확대도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고출력 엘이디(1)는 기판(2)과, 상기 기판(2)의 상면에 코팅되어 에칭 과정을 통해 소정의 패턴으로 형성된 절연층(21)과, 상기 절연층(21)의 상면에 코팅되어 에칭 과정을 통해 형성되며 엘이디 칩(3)이 안착되는 홈부(221)를 포함하는 전극 패턴(23)을 가지는 금속층(22)과, 상기 금속층(22)의 홈부(221)를 통해 상기 기판 상면에 삽입 고정되며 와이어(31)를 통해 상기 전극 패턴(23)과 연결되는 엘이디 칩(3)과, 상기 와이어(31)를 통해 전극 패턴(23)과 연결되는 엘이디 칩(3) 둘레에 삽입 고정되며 상기 엘이디 칩(3)에서 방사되는 광을 전방으로 반사시킬 수 있도록 중앙에 관통 홀(41)이 형성되어 하부가 개방된 상광하협의 반사체(4)와, 상기 기판(2) 위에 실장된 엘이디 칩(3) 및 전극 패턴(23)과 반사체(4)를 커버하도록 투명 수지로 몰딩된 몰딩부(5)로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 기판(2)은 통상적으로 이용되는 알루미늄 기판 또는 실리콘 웨이퍼(Al, Silicon Wafer)를 이용할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 실시예에 있어서 절연층(21)은 상기 기판(2)의 상면에 코팅된 것으로, 에칭 과정을 통해 소정의 패턴으로 형성되는 것이다. 이러한 절연층(21)의 패턴은 마스크를 통해 형성되는 것으로, 이러한 에칭 과정은 플렉시블 회로 기판의 제작이나 혹은 반도체 공정에서 널리 사용되는 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 금속층(22)은 코팅 과정을 통해 상기 절연층(21)의 상면에 형성되어 후술하게 될 엘이디 칩(3)에 전원을 공급하는 전극 역할을 한다.

본 발명의 실시예에 있어서 금속층(22)의 재질은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag)등과 같은 전기 전도성이 우수한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 전원을 공급하는 금속층(22)은 상기한 절연층(21)과 동일한 방법을 통해 형성된 것으로, 후술하게 될 엘이디 칩(3)이 안착되는 홈부(221)를 포함하는 패턴으로 형성되어 상기한 홈부(221)에 삽입 고정되는 엘이디 칩(3)에서 인출된 와이어(31)가 전극 패턴(23)에 연결하는 것이다.

본 발명에 실시예에 있어서 상기 엘이디 칩(3)은 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 후 순방향 전류를 인가하여 접합층에서 정공과 전자의 재결합을 일으키면 이때 발생되는 재결합으로 안정화 되면서 나오는 에너지가 빛으로 나오게 되는 것이다.

이러한 구조를 가지는 엘이디 칩(3)은 다양한 빛을 발생되기 위하여 GaAs, AlGaAs, GaN등의 화합물 등이 사용되고 있으며, 엘이디 칩(3)을 이용한 표시등, 단순 디스플레이등의 단순 가전, 사무기기 등에 사용되고 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 반사체(4)는 사각형상 또는 원형으로 제작될 수 있으며, 전술한 엘이디 칩(3)의 상부에 삽입 고정되며 상기 엘이디 칩(3)에서 방사되는 광을 전방으로 반사시킬 수 있도록 상기 반사체(4)는 중앙에 관통 홀(41)이 하부가 좁고 상부로 갈수로 넒어지는 상광하협의 형상으로 형성될 수 있다.

또한 상기 몰딩부(5)는 기판(2) 위에 실장된 엘이디 칩(3) 및 전극 패턴(23)과 반사체(4)를 커버하도록 투명 수지를 사용하는데, 이때 이용되는 투명 수지로는 에폭시 또는 아크릴 등의 투명한 재질을 이용될 수 있으며 바람직하게는 에폭시 수지를 이용한다.

특히, 에폭시 수지는 비중이 1.230~1.189이며, 굽힘강도, 굳기등 기계적 성질이 우수하며, 경화시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고, 경화할 때는 재료 면에 큰 접착력을 가진다.

이와 같은 에폭시 수지는 주형, 매입, 봉입 등이 뛰어남에 따라 금속과 금속의 접합에 가장 알맞다.

상기와 같은 에폭시 수지는 전기전자 제품에 대한 절연성이 우수하여 엘이디 칩(3)에서 발생되는 열을 외부로 전도되는 것을 방지하는 것이다.

따라서 상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 고출력 엘이디(1)는 외부 전원에 의해 광을 방출하는 엘이디 칩(3)이 기판(2) 위에 직접 장착되어 있음에 따라 엘이디의 발광 시 엘이디에서 발생하는 열을 기판(2)을 통해 방열시킴으로써, 고출력 엘이디(1)에 대한 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

특히 종래에는 전기적인 절연 및 방열을 위해 반사체 하부에 슬러그를 필수로 구비하였으나, 본 발명은 슬러그를 사용하지 않고 단순히 기판(2) 위에 코팅 및 에칭 과정을 통해 절연층(21) 및 금속층(22)을 형성한 다음, 엘이디 칩(3)을 기판(2) 위에 직접 장착하고 그 다음 하부가 개방된 반사체를 엘이디 칩(3) 둘레에 삽입 고정하고 투명 수지로 몰딩함으로써, 종래 방법에 의해 제작되었던 종래의 고출력 엘이디(1)에 비하여 보다 용이하게 제작할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도 4 내지 도 12를 참조하여 상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 고출력 엘이디 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 12는 본 발명에 따른 고출력 엘이디의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

먼저 기판(2)의 상면에 절연층(21)을 코팅한 다음, 상기 절연층(21) 상면에 소정의 패턴이 형성된 마스크를 올려놓는다.

다음 부착된 마스크에 통상적인 방법으로 에칭 과정을 한 후 절연층(21) 상면에 부착된 마스크를 제거함으로써, 절연층(21)에 소정의 패턴이 형성된다.

그 다음 절연층(21) 상부에 전도성을 가지는 금속층(22)을 코팅한 다음, 상기 금속층(22) 상면에 상술한 전극 패턴이 형성된 마스크를 올려놓는다.

그런 다음 마스크가 올려진 상태에서 에칭 과정을 한 다음 상기 금속층(22)에 올려진 마스크를 제거하면, 소정의 패턴으로 전극 패턴(23) 및 엘이디 칩(3)이 안착되는 홈부(221)를 포함하는 금속층(22)이 얻어진다.

이와 같이 금속층(22)에 형성된 홈부(221)에 엘이디 칩(3)을 직접 부착한 후 상기 엘이디 칩(3)에서 인출된 와이어(31)를 전극 패턴(23)에 연결한다.

그리고 엘이디 칩(3)의 둘레에 하부가 개방된 반사체가 배치되도록 반사체(4)를 고정한 다음 기판(2)위에 실장된 엘이디 칩(3) 및 전극 패턴(23)과 반사체(4)를 커버하도록 기판(2)의 상면을 투명 수지로 몰딩함으로써, 제작이 완료되는 것이다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고출력 엘이디 제조 방법은 슬러그를 이용하지 않고 기판 위에 엘이디 칩이 직접적으로 접촉시키고 하부가 개방된 반사체를 고정하여 결합시킴으로써, 제작 방법 및 그 구조가 간단하고 용이하게 제작할 수 있다.

또한 엘이디에서 방사되는 광에 의한 열이 기판를 통해 직접적으로 방열됨으로써, 종래 방법에 의해 제작되는 고출력 엘이디에 비하여 방열 특성이 향상되는 효과도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형 예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (4)

1. 엘이디램프(1) 제조 방법에 있어서,

   기판(2)위에 절연층(21)을 코팅한 다음, 마스크 팩을 이용하여 상기 절연층(21)을 에칭하는 단계와;

   상기 절연층(21)의 상부에 전도성을 가지는 금속층(22)을 코팅하는 단계와;

   마스크 팩을 이용하여 상기 금속층(22)에 전극 패턴(23) 및 엘이디 칩(3)이 안착되는 홈부(221)를 형성하는 단계와;

   상기 홈부(221)에 엘이디 칩(3)을 부착한 다음 와이어(31)를 전극에 연결하고 그 주위에 엘이디 칩(3)에서 방사되는 광을 전방으로 반사시키도록 하부가 개방된 반사체(4)를 상기 기판 위에 장착하는 단계와;

   상기 기판(2) 위에 실장된 엘이디 칩(3) 및 전극 패턴(23)과 반사체(4)를 커버하도록 기판의 상면을 투명 수지로 몰딩하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 금속층(22)은 구리(Cu)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 램프 제조 방법.
3. 삭제
4. 삭제

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