KR100961770B1 - 발광다이오드 소자의 패키징 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법은, 인쇄회로기판 상에 발광다이오드가 배치되고, 그 발광다이오드 주변을 둘러싸는 반사판과, 상기 반사판에 의해 형성된 공간에 충전된 투명한 봉지제를 포함하는 발광다이오드 소자의 패키징 방법에 있어서, 내열성 수지를 사용하여 판상의 몸체에 다수의 구멍이 구비되도록 사출 성형 방식으로 상기 반사판을 제조하는 반사판 제조단계; 상기 반사판의 구멍에 대응되는 구멍을 구비하도록 프레스 천공에 의해 다수의 구멍을 형성한 판상의 접착용 시트를 제조하는 접착용 시트 제조단계; 및 상기 인쇄회로기판과 상기 반사판 사이에 상기 접착용 시트 제조단계에서 제조된 상기 접착용 시트를 배치하고 상기 인쇄회로기판과 상기 반사판을 상호 접근하는 방향으로 가압 및 가열하여 접합하는 반사판 접착단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

발광다이오드 소자의 패키징 방법{Packaging method for light emitting diode device}

본 발명은 발광다이오드 소자의 패키징 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 발광다이오드로부터 발산되는 빛을 반사시켜 집광력을 높이는 역할을 하는 반사판의 제조방법과 그 반사판을 인쇄회로기판과 결합하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오 또는 비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

이와 같은 액정표시장치는 자체발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트(Back light)와 같은 별도의 광원이 필요하다.

백라이트는 광원의 위치에 따라 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 백라이트는 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 직하형 백라이트는 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 광을 다수의 광학 시트들을 통해 액정표시패널에 조사한다. 백라이트에 이용되는 광원에는 냉음극형광램프(CCFL)와 발광다이오드(이하, "LED"라 함) 등이 있다.

그런데, 요즘 백라이트 유닛의 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 따라 냉음극형광램프에 비해 소비전력, 두께, 무게 및 휘도 등에서 유리한 광원인 LED가 널리 사용되고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 LED 패키지(1)는 인쇄회로기판(2) 상에 금속제의 리드 프레임(3)을 설치하고 그 리드 프레임(3)에 LED(4)를 설치하고, 그 LED(4) 주변에 댐(dam) 형태의 반사판(5, reflector)를 설치한다. 상기 반사판(5)에 의해 형성된 공간에 투명한 소재의 봉지제(6) 충전하여 상기 LED(4)를 보호하는 구조로 이루어져 있다. 그런데, 도 1에 도시된 LED 패키지(2)는 리드 프레임(3)을 인쇄회로기판(2)에 납땜 등의 방식에 의해 접합하여야 하므로 공정이 복잡하고 구조적으로 부피가 크며, 납땜 공정에서 환경에 유해한 가스가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 다수의 LED 소자를 하나의 공정에서 형성하기 어려우므로 개개의 소자를 독립적으로 제조하여야 하는 번거로운 문제점이 있다.

도 2를 참조하면, 종래의 다른 LED 패키지(1a)는 LED(4) 장착용 회로가 형성된 인쇄회로기판(2a) 상에 LED(4)가 설치되고 상기 LED(4) 주변에 댐 형태의 반사판(5a)을 설치한다. 도 2에 도시된 반사판(5a)은 판상의 수지에 프레스 가공에 의한 구멍을 다수 형성하고 그 구멍의 중앙에 LED(4)가 배치되도록 인쇄회로기판(2a) 에 접착되어 있다. 그런데, 도 2에 도시된 LED 패키지(1a)는 상기 반사판(5a)에 구멍을 형성하는 공정이 프레스에 의한 천공작업을 수반하므로 제조 원가가 비싸고 구멍의 치수와 형상에 오차가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 상기 반사판의 제조방법과, 그 반사판을 인쇄회로기판과 결합하는 방법을 개선함으로써 새롭고 효율적인 발광다이오드 소자의 패키징 방법을 제공하고자 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법은,

인쇄회로기판 상에 발광다이오드가 배치되고, 그 발광다이오드 주변을 둘러싸는 반사판과, 상기 반사판에 의해 형성된 공간에 충전된 투명한 봉지제를 포함하는 발광다이오드 소자의 패키징 방법에 있어서,

내열성 수지를 사용하여 판상의 몸체에 다수의 구멍이 구비되도록 사출 성형 방식으로 상기 반사판을 제조하는 반사판 제조단계;

상기 반사판의 구멍에 대응되는 구멍을 구비하도록 프레스 천공에 의해 다수의 구멍을 형성한 판상의 접착용 시트를 제조하는 접착용 시트 제조단계; 및

상기 인쇄회로기판과 상기 반사판 사이에 상기 접착용 시트 제조단계에서 제조된 상기 접착용 시트를 배치하고 상기 인쇄회로기판과 상기 반사판을 상호 접근하는 방향으로 가압 및 가열하여 접합하는 반사판 접착단계;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 내열성 수지는 폴리프탈아미드(PPA, polyphthalamide) 수지 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate) 수지인 것이 바람직하다.

상기 접착용 시트는 비스말레이미드 트리아진(bismaleimid triazine) 수지로 제조된 것이 바람직하다.

상기 반사판 접착단계를 거친 인쇄회로기판에 발광다이오드를 실장하고, 상기 반사판에 의해 형성된 공간에 봉지제를 충전한 후 각각의 발광다이오드 소자로 분리하는 소자 분리단계;를 포함한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법은, 반사판의 구멍을 사출성형방식에 의해 상기 반사판의 성형공정에서 일체로 형성하고, 그 반사판에 대응하는 접착용 시트를 제조하여 인쇄회로기판과 상기 접착용 시트를 사이에 두고 상기 반사판과 인쇄회로기판을 가압 및 가열하여 결합함으로써, 공정을 단순화하고 대량의 발광다이오드 소자를 짧은 공정에서 제조할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법은 프레스 천공에 의한 반사판의 제조공정이 생략되므로 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법의 공정도이다. 도 4는 도 3에 도시된 발광다이오드 소자의 패키징 방법으로 제조한 발광다이오드 소자의 단면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 발광다이오드 소자의 패키징 공정을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법을 서술하기에 앞서, 본 발명에 의해 제조된 발광다이오드 소자의 단면구조를 서술한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 발광다이오드 소자(10)는 인쇄회로기판(20)과, 발광다이오드(30)와, 반사판(40)과, 봉지제(60)를 포함하고 있다.

상기 인쇄회로기판(20)은 절연성 기판 위에 동(Cu)과 같은 전도성 금속층이 적층된 것으로 그 금속층을 회로 형상으로 식각(etching)하여 회로를 형성하여, 발광다이오드(30)를 실장할 수 있도록 한 것이다. 상기 인쇄회로기판(20)의 구조는 공지된 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다.

상기 발광다이오드(30)는 상기 인쇄회로기판(20) 상에 실장되어 있다. 상기 발광다이오드(30)는 리드선(35)에 의해 전기를 공급받는다. 상기 발광다이오드(30)는 적, 황, 녹, 청 등의 고유의 빛깔을 가지고 있으며, 백색광을 내기 위해서는 적, 녹, 청의 빛깔을 내는 발광다이오드(30)를 동시에 발광시킨다.

상기 반사판(40)은 상기 발광다이오드(30)로부터 발산되는 빛을 반사하여 집광시킴으로써 조도를 증가시키기 위해 마련된 것이다. 상기 반사판(40)은 상기 발광다이오드 주위를 댐(dam)처럼 둘러싼 형상이다. 상기 발광다이오드(30)에서 발산된 빛은 상기 반사판(40)의 측벽에 반사되어 중앙으로 모아진다. 상기 반사판(40)의 측벽은 빛을 잘 반사할 수 있는 물질이나 색깔로 처리될 수 있다.

상기 봉지제(60)는 상기 반사판(40)에 의해 형성된 공간에 채워지는 충전물이다. 일반적으로 상기 봉지제(60)는 투명한 액상의 물질을 상기 반사판(40)에 의 해 형성된 공간에 충전시킨 후 응고시킴으로써 형성된다. 상기 봉지제(60)는 상기 인쇄회로기판(20)에 실장된 발광다이오드(30)를 보호하고, 그 발광다이오드(30)로부터 발산된 빛을 집광시키는 렌즈 역할을 한다.

이제, 종래의 방법에 비하여 새롭게 고안된 발광다이오드 소자의 패키징 방법을 구체적으로 서술한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면 본 실시예에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법은 반사판 제조단계(S1)와, 접착용 시트 제조단계(S2)와, 반사판 접착단계(S3)와, 소자 분리단계(S4)를 포함하고 있다.

상기 반사판 제조단계(S1)에서는 종래와 달리 반사판(40)을 제조하는 방법을 개선하였다. 즉, 상기 반사판(40)은 판상의 몸체(42)에 다수의 구멍이 배열된 상태로 제조된다. 상기 반사판(40)은 내열성 수지를 사용하여 성형 제조한다. 더 구체적으로 상기 반사판(40)은 100℃ 이상의 온도에서도 물리적 성질이 변하지 않는 폴리프탈아미드(PPA, polyphthalamide) 수지 또는 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 PPA 또는 PC는 열가소성 수지로서 상기 반사판(40)의 사출성형에 적합한 소재이다. 상기 반사판 제조단계(S1)는 상기 몸체(42)와 그 몸체(42)에 구비된 다수의 구멍(44)을 사출 성형 방식으로 하나의 공정에서 제조하는 점에서 특징이 있다. 상기 반사판(40)은 상측으로 갈수록 경사지게 형성되어 있다. 즉, 상기 반사판(40)의 측벽은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 발광다이오드(30)로부터 발산된 빛이 반사된 후 상측으로 향하도록 경사져 있다.

상기 접착용 시트 제조단계(S2)에서는 상기 반사판(40)의 구멍(44)에 대응되는 구멍을 구비하도록 프레스 천공에 의해 다수의 구멍을 형성한 판상의 접착용 시트(50)를 제조한다. 상기 접착용 시트(50)는 비스말레이미드 트리아진(bismaleimid triazine, BT) 수지 등과 같이 고내열성이며 열방출율이 높은 소재를 사용하여 제조한다.

상기 반사판 접착단계(S3)에서는 상기 인쇄회로기판(20)과 상기 반사판(40)을 결합한다. 더 구체적으로 상기 반사판 접착단계(S3)에서는 상기 인쇄회로기판(20)과 상기 반사판(40) 사이에 상기 접착용 시트 제조단계(S2)에서 제조된 접착용 시트(50)를 배치한다. 그리고, 상기 인쇄회로기판(20)과 상기 반사판(40)을 상호 접근하는 방향으로 가압 및 가열하여 상호 접합한다. 이 공정에서 가열 및 가압수단으로는 프레스가 사용되며, 열이 그 프레스로부터 상기 인쇄회로기판(20) 또는 상기 반사판(40)을 통하여 상기 접착용 시트(50)에 전달되고 그 접착용 시트(50)가 부분적으로 용융된다. 상기 접착용 시트(50)가 용융되어 접착력이 발생하고, 그 접착용 시트(50)가 다시 경화되면서 상기 반사판(40)과 상기 인쇄회로기판(20)이 견고하게 결합한다.

상기 소자 분리단계(S4)는 상기 반사판 접착단계(S3)를 거친 인쇄회로기판(20)에 발광다이오드(30)를 실장하고, 상기 반사판(40)에 의해 형성된 공간에 봉지제(60)를 충전한 후 각각의 발광다이오드 소자(10)로 분리한다. 상기 소자 분리단계(S4)에서 각각의 발광다이오드 소자(10)는 예컨대 절단용 레이저 등 적절한 절단 수단에 의해 상호 분리될 수 있다.

상기한 바와 같은 본원 발명에 의한 발광다이오드 소자의 패키징 방법은 종래의 방법에 비하여 공정이 단순화된 점에 특징이 있다. 즉, 상기 반사판(40)을 형성하는 공정을 사출 성형 방식을 채용하여 몸체(42)와 구멍(44)을 하나의 공정에서 형성함으로써 종래의 프레스에 의한 천공 공정을 생략할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 프레스 천공 공정에서 발생하는 공정시간과 천공 공정에서 생기는 구멍의 치수나 형상의 품질불량 문제를 원천적으로 차단하는 효과가 있다. 또한, 고가의 천공용 프레스 제조비용이 절감됨으로써 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본원 발명은 종래의 리드 프레임 구조의 발광다이오드 패키징 방법에 비하여 1개 이상의 발광다이오드 소자(10)를 실장할 수 있으므로 실장밀도가 높고 생산성과 정밀성이 개선되는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에서, 반사판을 제조하는 상기 내열성 수지는 폴리프탈아미드(polyphthalamide, PPA) 수지 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 수지인 것으로 서술하였으나, 내열성 수지가 적용된 경우라면 본 실시예에서 열거된 소재 이외의 소재가 채용되더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 접착용 시트는 비스말레이미드 트리아진(bismaleimid triazine) 수지로 제조된 것으로 서술하였으나, 상기 반사판과 상기 인쇄회로기판이 가압 및 가열에 의해 적절하게 접착될 수 있는 경우라면, 상기 접착용 시트는 본 발명의 실시예와 다른 소재가 채용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 반사판 접착단계를 거친 인쇄회로기판에 발광다이오드를 실장하고, 상기 반사판에 의해 형성된 공간에 봉지제를 충전한 후 각각의 발광다이오드 소자로 분리하는 소자 분리단계;를 포함한 것으로 서술하였으나, 필요에 따라 상기 소자 분리단계는 포함하지 않을 수 있다.

이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시예가 구체화될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 발광다이오드 소자의 패키징 방법의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드 소자의 패키징 방법의 공정도이다.

도 4는 도 3에 도시된 발광다이오드 소자의 패키징 방법으로 제조한 발광다이오드 소자의 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 발광다이오드 소자의 패키징 공정을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...발광다이오드 소자 20...인쇄회로기판

30...발광다이오드 35...리드선

40...반사판 42...몸체

44...구멍 50...접착용 시트

60...봉지제 S1...반사판 제조단계

S2...접착용 시트 제조단계 S3...반사판 접착단계

S4...소자 분리단계

Claims (4)

1. 인쇄회로기판 상에 발광다이오드가 배치되고, 그 발광다이오드 주변을 둘러싸는 반사판과, 상기 반사판에 의해 형성된 공간에 충전된 투명한 봉지제를 포함하는 발광다이오드 소자의 패키징 방법에 있어서,

   내열성 수지를 사용하여 판상의 몸체에 다수의 구멍이 구비되도록 사출 성형 방식으로 상기 반사판을 제조하는 반사판 제조단계;

   상기 반사판의 구멍에 대응되는 구멍을 구비하도록 프레스 천공에 의해 다수의 구멍을 형성한 판상의 접착용 시트를 제조하는 접착용 시트 제조단계; 및

   상기 인쇄회로기판과 상기 반사판 사이에 상기 접착용 시트 제조단계에서 제조된 상기 접착용 시트를 배치하고 상기 인쇄회로기판과 상기 반사판을 상호 접근하는 방향으로 가압 및 가열하여 접합하는 반사판 접착단계;를 포함하며,

   상기 반사판 접착단계를 거친 인쇄회로기판에 발광다이오드를 실장하고, 상기 반사판에 의해 형성된 공간에 봉지제를 충전한 후 각각의 발광다이오드 소자로 분리하는 소자 분리단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 발광다이오드 소자의 패키징 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내열성 수지는 폴리프탈아미드(polyphthalamide) 수지 또는 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 소자의 패키징 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 접착용 시트는 비스말레이미드 트리아진(bismaleimid triazine) 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 소자의 패키징 방법.
4. 삭제

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