KR101179579B1 - 엘이디 조명 모듈 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디 조명 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 인쇄회로기판 상에 (+) 및 (-) 슬러그층을 형성하고, (+) 슬러그층에 수직형 LED 칩의 p형 전극이 접속되도록 수직형 LED 칩을 (+) 슬러그층에 형성하고, n형 전극을 (-) 슬러그층과 와이어 본딩으로 연결하여, 구성 및 제조 공정을 단순화하여 제조 비용 및 시간을 저감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

엘이디 조명 모듈 및 그의 제조 방법{LED light module and manufacturing methode of thesame}
본 발명은 엘이디 조명 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판 상에 (+) 및 (-) 슬러그층을 형성한 후 원하는 디자인으로 패터닝하여 식각하고, 수직형 LED 칩을 (+) 슬러그층에 형성하고 (-) 슬러그층과 연결하는 LED 조명 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 전류가 흐를 때 빛을 내는 반도체 소자이며, GaAs, GaN 광반도체로 이루어진 PN 접합 다이오드(junction diode)로 전기에너지를 빛에너지로 바꾸어 주는 것이다. 이와 같은 LED는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있으므로 가전제품, 전광판, 디스플레이 등의 전자기기에 널리 사용된다.
LED는 전기?전자?통신 분야의 신호용부터 광고용, 교통?손전등, 디스플레이 분야, 자동차의 브레이크등, 간판, 피난 유도등(exit sign), 전광판 등 현재의 광범위한 용도로써 IT?BT?NT?ET?광산업 및 반도체기술과 접목이 가능한 기술이다.
또한 무수은이므로 환경 친화적이고, 초경량으로 전력절감이 탁월하여 기존의 대표적인 조명기기를 대체할 수 있고 오랜 수명과 고신뢰성을 갖고, 구동회로가 간단하며 R/G/B 색상제어가 용이하므로 21세기 성장동력 산업의 접목기술인 디지털조명(digital lighting)을 특징으로 한 선도 기술과 디스플레이분야인 BLU(back light unit)로도 자리매김할 것으로 예상된다.
일반적으로 LED를 이용한 조명 모듈은 리드 프레임(lead frame)이나 PCB 타입의 패키지 프레임에 LED 칩을 장착하는 방법으로 제조된다. 이때, LED 칩의 방열을 위해 히트 싱크를 부착할 수 있다.
따라서, LED를 조명 모듈에 이용하기 위해 리드 프레임이나 패키지 프레임 등을 별도로 구비되어야 하고, LED 조명 모듈의 제조 공정도 복잡해지며 이로 인해 시간 및 비용의 소요가 많아지는 문제가 있다.
또한, LED 칩으로부터 발생된 열이 외부로 방출될 때 히트 싱크, 리드 프레임, 인쇄회로기판을 모두 통과해야 하므로 방열 과정 시 열저항이 증가하게 된다. 이로 인해 LED 조명 모듈의 방열 효율이 저감되고, 결과적으로 LED 칩의 수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, LED 조명 모듈의 구성 및 제조 공정이 단순하여 시간 및 비용을 저감할 수 있고, 소형화 및 방열 효율을 높일 수 있는 엘이디 조명 모듈 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 수직형 LED 칩의 상부 표면에만 고비용의 형광체를 도포하고 수직형 LED 칩 및 본딩 와이어를 덮도록 저가격의 봉지재를 도포하여 보다 저비용으로 제조할 수 있는 LED 조명 모듈 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 수직형 LED 칩의 p형 전극이 접하는 (+) 슬러그층의 형상과 n형 전극과 본딩 와이어로 연결되는 (-) 슬러그층의 형상을 직선형, 곡선형 또는 원형을 포함하는 다양한 형상으로 형성할 수 있으므로 소비자의 요구에 부응할 수 있는 LED 조명 모듈 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 엘이디 조명 모듈은 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 형성되고 서로 일정 간격 이격되어 배치되는 (+) 슬러그층 및 (-) 슬러그층 및 p형 및 n형 전극을 구비하며 상기 (+) 슬러그층 상에 형성되는 적어도 하나의 수직형 LED 칩을 포함하며, 상기 각각의 수직형 LED 칩의 p형 전극은 상기 (+) 슬러그층에 접하도록 형성되고, 상기 n형 전극은 상기 (-) 슬러그층에 본딩 와이어로 연결될 수 있다.
상기 각각의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 각각 덮도록 도포되는 봉지재를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 모두 덮도록 도포되는 봉지재를 더 포함할 수 있다.
상기 각각의 수직형 LED 칩의 상부 표면에 도포되는 형광체를 더 포함할 수 있다.
상기 (+) 및 (-) 슬러그층은 직선 형상을 갖도록 형성되고, 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
상기 (+) 슬러그층은 일정 간격 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 (-) 슬러그층은 상기 이격되어 배치된 (+) 슬러그층 사이에 배치될 수 있다.
상기 (+) 슬러그층은 일부가 뚫린 사각형 형상을 갖도록 형성되며, 상기 (-) 슬러그층은 상기 (+) 슬러그층과 대응되는 형상으로 상기 (+) 슬러그층의 안쪽에 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
상기 수직형 LED 칩이 적어도 2열 형성되는 면적을 갖는 상기 (+) 슬러그층이 일정 간격 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 (-) 슬러그층은 상기 (+) 슬러그층의 사이 및 상기 (+) 슬러그층의 가장자리에 배치될 수 있다.
상기 (+) 슬러그층은 원의 일부 형상을 갖도록 형성되고, 상기 (-) 슬러그층은 상기 (+) 슬러그층과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
상기 (+) 및 (-) 슬러그층은, 상기 인쇄회로기판 상에 형성되는 전극층 및 상기 전극층 상에 형성되는 접착층을 포함하며, 상기 전극층은 니켈(Ni)/구리(Cu)층 또는 니켈(Ni)/크롬(Cr)/구리(Cu)층이고, 상기 접착층은 니켈(Ni)/주석(Sn)/금(Au)층 또는 니켈(Ni)/금(Au)-주석(Sn) 합금층일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈 제조 방법은 인쇄회로기판을 준비하는 제1 단계, 상기 인쇄회로기판 상에 슬러그층을 형성하는 제2 단계, 상기 슬러그층을 패터닝한 후 식각하여 서로 이격되어 배치되는 (+) 슬러그층 및 (-) 슬러그층을 형성하는 제3 단계, 상, 하면에 각각 p형 전극 및 n형 전극을 구비한 적어도 하나의 수직형 LED 칩의 상기 p형 전극이 상기 (+) 슬러그층에 접하도록 상기 수직형 LED 칩을 상기 (+) 슬러그층에 형성하는 제4 단계 및 상기 n형 전극을 상기 (-) 슬러그층과 본딩 와이어로 연결하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제5 단계 이후에, 상기 각각의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 각각 덮도록 봉지재를 도포하는 제6 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제5 단계 이후에, 상기 복수의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 모두 덮도록 봉지재를 도포하는 제6 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제5 단계와 상기 제6 단계 사이에, 상기 수직형 LED 칩의 상부 표면에 형광체를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 단계는, 상기 인쇄회로기판 상에 전극층을 형성하는 단계 및 상기 전극층 상에 접착층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 인쇄회로기판 상에 (+) 및 (-) 슬러그층을 형성한 후 원하는 디자인으로 패터닝하여 식각하고, 수직형 LED 칩을 (+) 슬러그층에 형성하고 (-) 슬러그층과 연결하여 LED 조명 모듈을 제조함으로써, LED 조명 모듈의 구성 및 제조 공정이 단순하여 시간 및 비용을 저감할 수 있고, 소형화 및 방열 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 수직형 LED 칩의 상부 표면에만 형광체를 도포하고 수직형 LED 칩 및 본딩 와이어를 덮도록 봉지재를 도포하여 보다 저비용으로 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, (+) 및 (-) 슬러그층을 직선형, 곡선형 또는 원형을 포함하는 다양한 형상으로 형성할 수 있으므로 다양하고 미려한 디자인의 조명 모듈을 원하는 소비자의 요구에 부응할 수 있는 효과가 있다.
도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 나타내는 도면.
도 4의 (a) 및 (b)는 도 1의 전극층을 나타내는 도면.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 1의 접착층을 나타내는 도면.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 다양한 봉지 형상을 나타내는 도면.
도 7의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 슬러그층의 다양한 형상을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈(100)은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board, 110), (+) 슬러그층(125), (-) 슬러그층(127) 및 수직형 LED 칩(130)을 포함하여 구성되고, 봉지재(160)를 더 포함하여 구성된다.
PCB(110)는 금속층(111)과 금속층(111) 상부에 형성된 절연층(113)을 포함하며, 일반적으로 메탈코어(Metal Core) PCB를 사용하는 것이 바람직하다.
슬러그층(120)은 크게 (+) 슬러그층(125) 및 (-) 슬러그층(127)을 포함하여 구성된다. 도 1의 (a)에 도시된 LED 조명 모듈(100)은 두 쌍의 (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)을 도시하였으나, (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)의 개수는 이에 한정되지 않고, (+) 슬러그층(125) 및 그에 대응하는 (-) 슬러그층(127)을 포함할 수 있다.
한편, (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)은 각각 전극층(121)과 접착층(123)을 포함한다. 전극층(121)은 PCB(110)의 절연층(113) 상에 형성되고 접착층(123)은 전극층(121) 상에 형성된다.
수직형 LED 칩(130)은 (+) 슬러그층(125) 상에 형성되고 본딩 와이어(140)로 (-) 슬러그층(127)에 연결된다.
도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 수직형 LED 칩(130)은 발광 구조물을 포함하고 발광 구조물의 양면에 p형 전극(131) 및 n형 전극(139)이 형성된다. 발광 구조물은 에피(epi) 층이라고도 불리우며, p형 질화갈륨계 반도체층(p-GaN층, 133), 활성층(135) 및 n형 질화갈륨계 반도체층(n-GaN층, 137)이 순차적으로 적층된 반도체층이다. 이때, p-GaN층(133), 활성층(135) 및 n-GaN층(137)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤x≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 질화갈륨계 반도체 물질일 수 있으며, 유기금속화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 공정과 같은 공지의 질화물 증착공정을 통해 형성될 수 있다. 그리고 활성층(123) 양자우물층과 장벽층이 반복적으로 형성된 다중양자우물(Multi Quantum Well)층 일 수 있다.
이와 같은 발광 구조물의 p-GaN층(133) 상에는 p형 전극(131)이 형성되고, n-GaN층(137) 상에는 n형 전극(139)이 형성된다. 그리고 p-GaN층(133) 상에는 p형 전극(131)을 덮도록 지지층(132)이 형성될 수 있다. 지지층(132)은 수직형 LED 칩(130)을 PCB(100)에 형성할 때 p형 전극(131)을 보호하고 수직형 LED 칩(130)을 지지하는 역할을 한다.
이때, (+) 슬러그층(125)을 이루는 전극층(121), 접착층(123) 및 접착층(123) 상에 적층되는 수직형 LED 칩(130)의 지지층(132)은 모두 전도성 물질이다. 또한, n형 전극(137)은 본딩 와이어(140)로 역시 전도성 물질인 (-) 슬러그층(127)과 연결된다. 따라서, (+) 슬러그층(125)과 (-) 슬러그층(127)에 외부 전원을 연결하면 공급하면 발광 구조물에 전류가 흘러 활성층(135)에서 빛이 발광한다.
봉지재(160)는 수직형 LED 칩(130)과 수직형 LED 칩(130)을 (-) 슬러그층(127)과 연결하는 본딩 와이어(140) 상에 도포되어 수직형 LED 칩(130) 및 본딩 와이어(140)를 보호한다. 봉지재(160)는 에폭시 수지 또는 실리콘일 수 있으며 투명한 것이 바람직하다. 봉지재(160)는 도 1에 도시된 바와 같이 (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)을 모두 덮도록 기판(110) 상에 도포될 수 있다. 이때, 봉지재(160)는 (+) 슬러그층(125)에 형성된 수직형 LED 칩(130) 및 수직형 LED 칩(130)의 n형 전극(139)을 (-) 슬러그층(127)과 연결하는 본딩 와이어(140)를 모두 덮도록 도포되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 제조 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 나타내는 도면이고, 도 4의 (a) 및 (b)는 도 1의 전극층을 나타내는 도면이고, 도 5의 (a) 및 (b)는 도 1의 접착층을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, S210과정에서 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 PCB(110)를 준비한다. PCB(110)는 금속층(111)과 절연층(113)을 포함한다.
다음으로 S220과정에서 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 PCB(110)의 절연층(113) 상에 전극층(121)을 적층하고, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 전극층(121) 상에 접착층(123)을 적층하여 슬러그층(120)을 형성한다.
이때, 전극층(121)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 니켈(Ni)/구리(Cu)층일 수도 있고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 니켈(Ni)/크롬(Cr)/구리(Cu)층일 수도 있다. 이때, 니켈(Ni)층은 전극층(121)과 절연층(113) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 전극층(121)의 적층 구조 상 가장 아래층에 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 접착층(123)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 니켈(Ni)/금(Au)-주석(Sn)층 즉, 니켈(Ni)층 위에 금(Au)과 주석(Sn) 합금층이 적층된 2층 구조를 갖거나, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 니켈(Ni)/주석(Sn)/금(Au)층일 수도 있다. 이때에도, 니켈(Ni)층은 전극층(121)과 접착층(123) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 접착층(123)의 적층 구조 상 가장 아래 층에 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 접착층(123)은 금(Au)을 사용함으로써 접착층(123) 상에 수직형 LED 칩(130)이 형성될 때 접착력을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 금(Au)은 p형 전극(131)을 덮도록 형성되는 지지층(132)과 접착층(123)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한 (-) 슬러그층(127) 위의 접착층(123) 구성에 있어 최상층에 금을 사용함으로서 와이어 본딩 과정에서 본딩이 충분히 강하게 형성되도록 한다.
다음으로 S230과정에서 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 슬러그층(120)을 패터닝하여 (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)을 분리한다. 도 3의 (d)에는 한　쌍의 (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)이 두 개 형성된 것을 도시하였으나, 그 크기 및 개수는 이에 한정되지 않는다. 이후 과정에서 (+) 슬러그층(125)에는 수직형 LED 칩(130)이 형성될 것이므로 (+) 슬러그층(125)은 수직형 LED 칩(130)보다 큰 면적을 갖는 것이 바람직하고, 이와 비교하여 (-) 슬러그층(127)은 본딩 와이어(140)가 결합되므로 상대적으로 (+) 슬러그층(125)보다 작은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
다음으로 S240과정에서 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 (+) 슬러그층(135)의 접착층(123) 상에 수직형 LED 칩(130)을 형성한다. 이때, 접착층(123)에 수직형 LED 칩(130)을 형성할 때에는 p-GaN층(133) 상에 형성된 지지층(132)이 접착층(123) 상에 적층되도록 한다. 이로 인해 p형 전극(131)이 (+) 슬러그층(125)에 접하게된다.
다음으로 S250과정에서 도 3의 (f)에 도시된 바와 같이 수직형 LED 칩(130)과 (-) 슬러그층(127)을 본딩 와이어(140)를 사용하여 연결한다. 이때, 본딩 와이어(140)는 일단이 n-GaN층(137) 상에 형성된 n형 전극(139)에 연결되고 타단이 (-) 슬러그층(127)의 접착층(123)에 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로 S260과정에서 도 3의 (g)에 도시된 바와 같이 봉지재(160)를 수직형 LED 칩(130)과 본딩 와이어(140)를 덮도록 도포한다. 봉지재(160)는 에폭시 수지 또는 실리콘 등으로 주사기를 포함하는 별도의 장치에 주입하여 원하는 부위에 도포한다.
S260과정에서 도포된 봉지재(160)의 형상을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 다양한 봉지 형상을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 LED 조명 모듈(100)은 수직형 LED 칩(130)이 형성된 (+) 슬러그층(125)과 본딩 와이어(140)가 연결된 (-) 슬러그층(127)을 덮도록 봉지재(160)가 도포된 것을 설명하였으나, 봉지재(160)는 수직형 LED 칩(130)과 본딩 와이어(140)만 덮도록 (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)과 그 사이의 기판(110) 상에 도포될 수도 있다.
이때, (+) 슬러그층(125)에 형성된 수직형 LED 칩(130)과 수직형 LED 칩(130)을 (-) 슬러그층(127)에 연결하는 본딩 와이어(140)를 하나의 단위 LED 소자라고 하는 경우, 봉지재(160a)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 단위 LED 소자를 각각 덮도록 도포될 수 있다. 즉, 총 6개의 단위 LED 소자 각각에 봉지재(160a)가 따로따로 도포된다.
한편, 봉지재(160b)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 한 슬러그층(120)에 형성된 3개의 LED 칩(130) 및 그에 각각 연결된 본딩 와이어(140) 전체를 덮도록 즉, 슬러그층(120)의 길이 방향으로 도포될 수 있다.
도시되지는 않았으나 봉지재는 슬러그층(120)의 길이 방향에 수직한 방향으로 2개의 LED 칩(130)과 그에 연결된 본딩 와이어(140)를 덮도록 도포될 수도 있고, 6개 모두를 한꺼번에 덮도록 도시될 수도 있다.
한편, 도 1 내지 도 6에 도시된 슬러그층(120)의 형상은 직선형인 것을 도시하였으나, 슬러그층(120)의 형상은 곡선형, 원형 등 그 형상이 한정되지 않는다. 슬러그층(120)의 형상을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 7의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 슬러그층의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 (+) 및 (-) 슬러그층(125a, 127a)은 직선형으로 서로 일정 간격 이격되어 배치된다. 긴 (+) 슬러그층(125a)에 수직형 LED 칩(130)을 일렬로 형성하여 형광등과 같은 조명 장치로 사용할 수 있다.
또한, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 일정 간격 이격되어 나란하게 배치된 (+) 슬러그층(125b)에 일렬로 수직형 LED 칩(130)을 형성하고, 이격된 (+) 슬러그층(125b) 사이에 (-) 슬러그층(127b)를 형성한다. 수직형 LED 칩(130)은 모두 가운데의 (-) 슬러그층(127b)과 와이어 본딩될 수 있다. 이때, 두 (+) 슬러그층(125b)은 별도의 배선을 통해 서로 연결될 수 있다. 이와 같은 형태는 스탠드 및 소형 전등 등에 적용할 수 있다.
또한, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 일부가 뚫린 사각형 형상은 갖는 (+) 슬러그층(125c)에 수직형 LED 칩(130)을 형성한 후, (+) 슬러그층(125c)과 대응되는 형상을 가지며 (+) 슬러그층(125c)을 따라 안쪽에 형성된 (-) 슬러그층(127c)과 와이어 본딩하는 형상도 가능하다. 이는 가로등이나 보안등에 적용할 수 있다.
또한, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 (+) 슬러그층(125d)은 두 개가 형성될 수 있고, 하나의 (+) 슬러그층(125d)에 수직형 LED 칩(130)이 각각 두 줄로 형성될 수 있다. 그리고 두 개의 (+) 슬러그층(125d)의 사이와 양 옆에 형성될 수 있다. 이때에도 (+) 슬러그층(125d)은 별도의 배선으로 연결된다. 이와 같은 형상은 수직형 LED 칩(130)을 보다 많이 형성할 수 있으므로 고전력이 요구되는 조명 장치에 적용할 수 있다.
그리고, 도 7의 (e)에 도시된 바와 같이 (+) 슬러그층(125e)는 직선 형상이 아닌 곡선 형상을 가질 수 있다. (+) 슬러그층(125e)은 반원 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, (-) 슬러그층(127e)도 (+) 슬러그층(125e)의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 설계될 수 있다. 이는, 조명 장치의 디자인의 제한을 줄일 수 있고 고객의 흥미를 유도할 수 있다.
이때, (+) 및 (-) 슬러그층(125e, 127e)은 반원 형상 이외에도 원형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있고, 이 외에도 기하학적인 형상을 가질 수도 있다. 또한, 도 7에 도시된 형상 이외의 다양한 형상을 가질 수도 있다.
도 7의 (a) 내지 (e)는 직선형 또는 곡선형 등 다양한 디자인으로 설계된 슬러그층을 설명하였다. 이와 같이 조명의 디자인을 다양하게 구현하기 위해 복잡한 공정이 필요하지 않고, 인쇄회로기판 상의 전면에 슬러그층을 형성한 후 원하는 디자인으로 패터닝하여 불필요한 부분을 식각하는 간단한 공정을 사용하여 시간 및 비용을 줄이면서 다양한 디자인의 조명 장치를 손쉽게 제조할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈(200)은 수직형 LED 칩(230) 상에 형광체(250)가 도포된다.
형광체(250)는 수직형 LED 칩(230)의 빛이 방출되는 표면에 도포된다. 만약, 청색 LED를 이용하여 백색광을 얻고자 하는 경우 수직형 LED 칩(230)의 표면에 노란색 형광체를 도포하면, 노란색과 파란색 빛의 합성에 의해 백색광이 방출된다. 기존의 LED 조명 모듈은 리드 프레임이나 패키지 프레임 내부의 수용 공간에 LED 칩을 수용하고 수용 공간에 형광체를 주입하는 방식으로 백색광을 얻었다. 이와 같은 경우 비교적 고가인 형광체가 많이 사용되어 LED 조명의 비용이 높아지는 문제가 있었으나, 본 발명에서는 수직형 LED 칩(230)의 표면에만 형광체(250)를 도포하므로 저비용으로 LED 조명 모듈(200)을 제조할 수 있다.
이때에도, 봉지재(260)는 (+) 및 (-) 슬러그층(225, 227)을 전체를 덮도록 도포되거나, 수직형 LED 칩(230)과 본딩 와이어(240)만 덮도록 도포될 수 있으며, (+) 및 (-) 슬러그층(225, 227)의 형상 역시 도 7에 도시된 (+) 및 (-) 슬러그층(125, 127)과 같이 다양하게 형성될 수 있다.
결과적으로 본 발명의 LED 조명 모듈 및 그의 제조 방법은 인쇄회로기판 상의 전면에 (+) 및 (-) 슬러그층을 형성하고, 원하는 조명 모듈의 디자인으로 (+) 및 (-) 슬러그층을 패터닝하여 불필요한 부분을 식각하고, (+) 슬러그층에 수직형 LED 칩의 p형 전극이 접하도록 수직형 LED 칩을 (+) 슬러그층에 형성하고, n형 전극을 (-) 슬러그층과 본딩 와이어로 연결함으로써 구성 및 제조 공정이 단순하고 형광체의 도포 범위를 줄여 저비용으로 제조할 수 있고, 소형으로 제조할 수 있으며 슬러그층의 형상을 다양하게 구현하여 소비자의 요구에 부응할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
100 : LED 조명 모듈 110 : 인쇄회로기판
120 : 슬러그층 121 : 전극층
123 : 접착층 125 : (+) 슬러그층
127 : (-) 슬러그층 130 : 수직형 LED 칩
140 : 본딩 와이어 160 : 봉지재
250 : 형광체

Claims (15)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 형성되고 서로 일정 간격 이격되어 배치되는 (+) 슬러그층 및 (-) 슬러그층; 및
    p형 및 n형 전극을 구비하며 상기 (+) 슬러그층 상에 형성되는 적어도 하나의 수직형 LED 칩;을 포함하는데,
    상기 각각의 수직형 LED 칩의 p형 전극은 상기 (+) 슬러그층에 접하도록 형성되고, 상기 n형 전극은 상기 (-) 슬러그층에 본딩 와이어로 연결되며,
    상기 (+) 슬러그층 과 (-) 슬러그층은, 상기 인쇄회로기판 상에 형성되는 전극층; 및 상기 전극층 상에 형성되는 접착층;을 포함하고, 상기 전극층은 니켈(Ni)/구리(Cu)층 또는 니켈(Ni)/크롬(Cr)/구리(Cu)층이며, 상기 접착층은 니켈(Ni)/주석(Sn)/금(Au)층 또는 니켈(Ni)/금(Au)-주석(Sn) 합금층인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 각각 덮도록 도포되는 봉지재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 모두 덮도록 도포되는 봉지재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 수직형 LED 칩의 상부 표면에 도포되는 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (+) 및 (-) 슬러그층은 직선 형상을 갖도록 형성되고, 서로 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (+) 슬러그층은 일정 간격 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 (-) 슬러그층은 상기 이격되어 배치된 (+) 슬러그층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 (+) 슬러그층은 일부가 뚫린 사각형 형상을 갖도록 형성되며, 상기 (-) 슬러그층은 상기 (+) 슬러그층과 대응되는 형상으로 상기 (+) 슬러그층의 안쪽에 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 수직형 LED 칩이 적어도 2열 형성되는 면적을 갖는 상기 (+) 슬러그층이 일정 간격 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 (-) 슬러그층은 상기 (+) 슬러그층의 사이 및 상기 (+) 슬러그층의 가장자리에 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 (+) 슬러그층은 원의 일부 형상을 갖도록 형성되고, 상기 (-) 슬러그층은 상기 (+) 슬러그층과 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  10. 삭제
  11. 인쇄회로기판을 준비하는 제1 단계;
    상기 인쇄회로기판 상에 슬러그층을 형성하는 제2 단계;
    상기 슬러그층을 패터닝한 후 식각하여 서로 이격되어 배치되는 (+) 슬러그층 및 (-) 슬러그층을 형성하는 제3 단계;
    상, 하면에 각각 p형 전극 및 n형 전극을 구비한 적어도 하나의 수직형 LED 칩의 상기 p형 전극이 상기 (+) 슬러그층에 접하도록 상기 수직형 LED 칩을 상기 (+) 슬러그층에 형성하는 제4 단계; 및
    상기 n형 전극을 상기 (-) 슬러그층과 본딩 와이어로 연결하는 제5 단계;를 포함하는데,
    상기 (+) 슬러그층 과 (-) 슬러그층은, 상기 인쇄회로기판 상에 형성되는 전극층; 및 상기 전극층 상에 형성되는 접착층;을 포함하고, 상기 전극층은 니켈(Ni)/구리(Cu)층 또는 니켈(Ni)/크롬(Cr)/구리(Cu)층이며, 상기 접착층은 니켈(Ni)/주석(Sn)/금(Au)층 또는 니켈(Ni)/금(Au)-주석(Sn) 합금층인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제5 단계 이후에,
    상기 각각의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 각각 덮도록 봉지재를 도포하는 제6 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제5 단계 이후에,
    상기 복수의 수직형 LED 칩 및 상기 수직형 LED 칩과 상기 (-) 슬러그층을 연결하는 본딩 와이어를 모두 덮도록 봉지재를 도포하는 제6 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈 제조 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제5 단계와 상기 제6 단계 사이에,
    상기 수직형 LED 칩의 상부 표면에 형광체를 도포하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈 제조 방법.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 인쇄회로기판 상에 전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 전극층 상에 접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈 제조 방법.
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