KR101262916B1 - method for light emitting device with can package and the light emitting device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 자체를 방열판으로 사용하되 수직절연층이 형성된 기판을 채택함으로써 밀폐 공간 외부로 전극 단자를 인출하지 않아도 되고, 이에 따라 광 디바이스의 전체적인 구조와 제조 공정을 단순화시킬 수 있도록 한 광 디바이스 제조 방법과 이에 의해 제조된 광 디바이스에 관한 것이다.
본 발명의 캔 패키지 타입의 광 디바이스 제조 방법은 상면에서 소정 깊이에 이르는 하나 이상의 접합 요홈이 격벽부를 사이에 두고 헝성된 금속기판과 상기 접합 요홈에 형합될 금속 형합재를 준비하는 (a) 단계; 상기 접합 요홈과 상기 금속 형합재 사이를 전기 절연시킨 상태로 상기 접합 요홈에 상기 금속 형합재를 형합시켜 접합하는 (b) 단계; 상기 (b) 단계를 거친 중간 제조물을 도치시킨 상태에서, 상기 금속기판에서부터 상기 금속 형합재의 소정 깊이까지에 이르는 요홈으로 이루어지며 그 저면에 상기 격벽부와 상기 격벽부의 양측의 상기 금속 형합재의 일부가 노출되고 그 주벽에는 상기 금속 형합재와 상기 금속기판이 노출된 캐비티를 형성하는 (c) 단계; 상기 캐비티의 저면에 노출된 상기 격벽부로 이루어진 중앙 도전성 영역에 광소자를 부착하고 상기 중앙 도전성 영역의 양측에 노출된 상기 금속 형합재로 이루어진 주변 도전성 영역과 상기 광소자의 두 전극을 각각 와이어로 연결하는 (e) 단계 및 광 투과 재질의 보호판 및 상면의 중앙 부위와 하면이 개방된 액자 프레임 형상으로 이루어져서 상기 보호판의 외곽을 감싸는 캔 캡에 의해 상기 캐비티를 밀봉하는 (g) 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention uses the substrate itself as a heat sink, but by adopting a substrate with a vertical insulating layer, it is not necessary to pull out the electrode terminal outside the sealed space, thereby manufacturing an optical device that can simplify the overall structure and manufacturing process of the optical device A method and an optical device manufactured thereby.
An optical device manufacturing method of the can package type of the present invention includes the steps of: (a) preparing a metal substrate to be joined to the metal substrate formed by the one or more bonding grooves reaching a predetermined depth from an upper surface of the barrier rib portion; (B) bonding the metal mold material to the joining recess by joining the joining recess and the metal mold material in an electrically insulated state; In the state in which the intermediate product passed through step (b) is inverted, the groove is formed from the metal substrate to a predetermined depth of the metal mold material and has a bottom surface of the metal mold material on both sides of the partition wall part and the partition wall part. (C) forming a cavity in which a portion of the metal mold material and the metal substrate are exposed at a part of the main wall; Attaching an optical element to a central conductive region consisting of the partition portion exposed on the bottom surface of the cavity and connecting two electrodes of the optical element and a peripheral conductive region made of the metal mold material exposed to both sides of the central conductive region, respectively; e) and (g) sealing the cavity by a can cap which surrounds the outer periphery of the protective plate by forming a protective frame made of a light transmitting material and a center portion of the upper surface and a lower surface of the frame.

Description

캔 패지키 타입의 광 디바이스 제조 방법 및 이에 의해 제조된 광 디바이스{method for light emitting device with can package and the light emitting device}Method for manufacturing a can package type optical device and an optical device manufactured thereby

본 발명은 캔 패지키 타입의 광 디바이스 제조 방법 및 이에 의해 제조된 광 디바이스에 관한 것으로, 특히 캔 패키지 타입의 광 디바이스의 구조를 단순화시킬 수 있도록 한 캔 패지키 타입의 광 디바이스 제조 방법 및 이에 의해 제조된 광 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a can package type optical device manufacturing method and an optical device manufactured thereby, and in particular, a can package type optical device manufacturing method and a method capable of simplifying the structure of a can package type optical device. An optical device manufactured.

일반적으로, 반도체 발광다이오드인 LED(Light Emitting Diode)는 공해를 유발하지 않는 친환경성 광원으로 다양한 분야에서 주목받고 있다. 최근 들어, LED의 사용범위가 실내외 조명, 자동차 헤드라이트, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Back-Light Unit:BLU) 등 다양한 분야로 확대됨에 따라 LED의 고효율 및 우수한 열 방출 특성이 필요하게 되었다. 고효율의 LED를 얻기 위해서는 일차적으로 LED의 재료 또는 구조를 개선해야되지만 이외에도 LED 패키지의 구조 및 그에 사용되는 재료 등도 개선할 필요가 있다.In general, a light emitting diode (LED), which is a semiconductor light emitting diode, is attracting attention in various fields as an environmentally friendly light source that does not cause pollution. In recent years, as the use range of LEDs has expanded to various fields such as indoor and outdoor lighting, automotive headlights, and back-light units (BLU) of display devices, high efficiency and excellent heat emission characteristics of LEDs have become necessary. In order to obtain a high-efficiency LED, the material or structure of the LED must first be improved, but in addition, the structure of the LED package and the material used therein need to be improved.

이와 같은 고효율의 LED에서는 고열이 발생되기 때문에 이를 효과적으로 방출하지 못하면 LED의 온도가 높아져서 그 특성이 열화되고, 이에 따라 수명이 줄어들게 된다. 따라서, 고효율의 LED 패키지에 있어서 LED로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시키고자 하는 노력이 진행되고 있다.Such high-efficiency LEDs generate high temperatures, and if they are not effectively emitted, the temperature of the LEDs becomes high, which deteriorates the characteristics thereof, thereby decreasing the service life. Therefore, efforts are being made to effectively dissipate the heat generated from the LED in a highly efficient LED package.

이하 LED를 포함하여 광을 방출하는 각종 소자를 총칭하여 '광소자'라 하고 이를 하나 이상 포함하여 이루어진 각종 제품을 '광 디바이스'라 한다.Hereinafter, various devices that emit light including LEDs are collectively referred to as 'optical devices', and various products including one or more of them are referred to as 'optical devices'.

한편, 자외광 다이오드나 단파장 가시광을 발생시키는 레이저 다이오드 등의 경우에는 자외광이나 단파장 가시광에 의해 내부 부품이나 재료가 손상되는 것을 방지하기 위해 내부에 불활성 가스, 예를 들어 질소 가스 등이 봉입된 캔 패키지 타입으로 제조되기도 하는데, 도 1은 종래 캔 패키지 타입의 일 예에 따른 광 디바이스의 단면도로서 특허등록 제 1021210호에 개시되어 있다.On the other hand, in the case of an ultraviolet light diode or a laser diode that generates short wavelength visible light, an inert gas such as nitrogen gas or the like is enclosed therein in order to prevent internal parts or materials from being damaged by ultraviolet light or short wavelength visible light. It is also manufactured as a package type, Figure 1 is a cross-sectional view of an optical device according to an example of a conventional can package type is disclosed in Patent Registration No. 1021210.

도 1에 도시한 바와 같이. 종래 캔 패키지 타입의 광 디바이스(1)는 금속제 스템(8)과 금속 재질의 캔 캡(9)에 의해 형성된 밀폐 공간에 불활성 가스가 봉입되어 있고, 이 밀폐 공간 내에서 반도체 발광소자(4)가 금속제 스템(8)에 기판(2)을 통해 고정되는 형태로 수납되어 있다. 세라믹 블록(13)은 금속제 스템(8)의 개구에 끼워 맞춰져 고정되어 있는데, 이러한 세라믹 블록(13)을 관통하여 한 쌍의 전극 단자(10a),(10b)가 상기 밀폐 공간 내외로 연장되어 있다. 이 전극 단자(10a),(10b)는 와이어를 통해 반도체 발광소자(4)와 전기적으로 연결되어 있다.As shown in FIG. In the conventional can package type optical device 1, an inert gas is sealed in a sealed space formed by a metal stem 8 and a metal can cap 9, and the semiconductor light emitting element 4 It is housed in the form which is fixed to the metal stem 8 via the board | substrate 2. The ceramic block 13 is fitted into and fixed to the opening of the metal stem 8, and a pair of electrode terminals 10a and 10b extend through the ceramic block 13 into and out of the sealed space. . The electrode terminals 10a and 10b are electrically connected to the semiconductor light emitting element 4 through wires.

캔 캡(9)의 상면 중앙에는 개구부(11)가 형성되고, 이 개구부(11)를 캔 캡(9)의 내면측으로부터 막듯이 투명판(12)이 밀봉되어 있다. 개구부(11)에는 형광층(7)이 형성되어 있다. 한편 금속제 스템(8)과 캔 캡(9)은 서로의 주연부가 용접 등에 의해 접합됨으로써 밀폐 공간을 형성하게 된다. 금속제 스템(8)과 캔 캡(9)은 동일한 소재인 것이 바람직한바, 예컨대 알루미튬이나 코발트 등과 같은 각종 단일 금속 재질이나 구리-텅스텐 등의 합금으로 이루어질 수 있다. 금속제 스템(8)은 밀폐 공간 내에서 반도체 발광소자(4)를 지지하고, 반도체 발광소자(4)가 발생하는 열을 밀폐 공간 밖으로 방출하는 역할도 다하고 있기 때문에 열전도율이 큰 소재로 구현되는 것이 바람직하다.An opening 11 is formed in the center of the upper surface of the can cap 9, and the transparent plate 12 is sealed as if the opening 11 is closed from the inner surface side of the can cap 9. The fluorescent layer 7 is formed in the opening 11. On the other hand, the metal stem 8 and the can cap 9 form a sealed space by joining the peripheral edges of each other by welding or the like. The metal stem 8 and the can cap 9 are preferably made of the same material. For example, the metal stem 8 and the can cap 9 may be made of various single metal materials such as aluminium or cobalt, or an alloy such as copper-tungsten. Since the metal stem 8 supports the semiconductor light emitting device 4 in the sealed space and also serves to release the heat generated by the semiconductor light emitting device 4 out of the sealed space, the metal stem 8 is preferably made of a material having high thermal conductivity. Do.

밀폐 공간 내에 봉입되는 불활성 가스는 예컨대 질소, 헬륨, 아르곤 등으로부터 선택되는 적어도 1종의 불활성 가스이고, 이에 의해 반도체 발광 소자(4)의 열화를 억제할 수 있다. 세라믹 블록(13)은 예컨대 알루미나 또는 질화 알루미늄 등의 절연성 소재로서, 금속제 스템(8)에 형성된 개구에 끼워 맞춰 고정되며, 전극 단자(10a),(10b)를 금속제 스템(8)으로부터 전기적으로 절연시킨 상태로 금속제 스템(8)에 고정한다. 반도체 발광소자(4)는 납땜 등에 의해 기판에 고착되어 있고, 기판(2)은 다시 납땜 등에 의해 금속제 스템(8)에 고착되어 있다.The inert gas enclosed in the sealed space is at least one kind of inert gas selected from, for example, nitrogen, helium, argon, and the like, whereby deterioration of the semiconductor light emitting element 4 can be suppressed. The ceramic block 13 is, for example, an insulating material such as alumina or aluminum nitride, and is fitted into and fixed to an opening formed in the metal stem 8, and electrically insulates the electrode terminals 10a and 10b from the metal stem 8. It is fixed to the metal stem 8 in the state made. The semiconductor light emitting element 4 is fixed to the substrate by soldering or the like, and the substrate 2 is fixed to the metal stem 8 by soldering or the like again.

전극 단자(10a),(10b)는 전도성 재질로 이루어지고, 예컨대 금속 평판의 펀칭 가공 등에 의해 얻어진다. 투명판(12)은 투광성의 소재, 예컨대 유리나 수지 등으로 형성된 판형 부재인바, 필요에 따라서는 볼록형 또는 오목형으로 형성되어 렌즈 효과를 가질 수도 있다.The electrode terminals 10a and 10b are made of a conductive material and are obtained by, for example, punching of a metal flat plate. The transparent plate 12 is a plate member formed of a light-transmissive material such as glass, resin, or the like. If necessary, the transparent plate 12 may be formed in a convex or concave shape to have a lens effect.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 캔 패키지 타입의 광 디바이스에 따르면, 금속제 스템이 단지 반도체 발광소자를 지지하는 역할만 할 뿐이어서 반도체 발광소자에 전원을 인가하기 위해서는 상기 밀폐 공간 내외를 관통하는 두 개의 전극 단자가 반드시 필요하고 이에 따라 세라믹 블록(13)이 요구되는 등 그 구조가 복잡하고 제조 공정이 까다롭다는 문제점이 있었다. 이외에도 반사 효율 및 방열 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.However, according to the conventional can package type optical device as described above, the metal stem only serves to support the semiconductor light emitting device, so that two electrodes penetrating inside and outside the sealed space to apply power to the semiconductor light emitting device. There is a problem in that the structure is complicated and the manufacturing process is difficult, such as the terminal is absolutely necessary and accordingly the ceramic block 13 is required. In addition, there was a problem in that the reflection efficiency and heat dissipation performance is poor.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판 자체를 방열판으로 사용하되 수직절연층이 형성된 기판을 채택함으로써 밀폐 공간 외부로 전극 단자를 인출하지 않아도 되고, 이에 따라 광 디바이스의 전체적인 구조와 제조 공정을 단순화시킬 수 있도록 한 광 디바이스 제조 방법과 이에 의해 제조된 광 디바이스를 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by using the substrate itself as a heat sink, but by adopting a substrate having a vertical insulating layer, it is not necessary to pull out the electrode terminal out of the sealed space, and thus the overall structure of the optical device An object of the present invention is to provide an optical device manufacturing method and an optical device manufactured thereby, which can simplify the manufacturing process.

본 발명의 제1 특징에 따르면, 상면에서 소정 깊이에 이르는 하나 이상의 접합 요홈이 격벽부를 사이에 두고 헝성된 금속기판과 상기 접합 요홈에 형합될 금속 형합재를 준비하는 (a) 단계; 상기 접합 요홈과 상기 금속 형합재 사이를 전기 절연시킨 상태로 상기 접합 요홈에 상기 금속 형합재를 형합시켜 접합하는 (b) 단계 및 상기 (b) 단계를 거친 중간 제조물을 도치시킨 상태에서, 상기 금속기판에서부터 상기 금속 형합재의 소정 깊이까지에 이르는 요홈으로 이루어지며 그 저면에 상기 격벽부와 상기 격벽부의 양측의 상기 금속 형합재의 일부가 노출되고 그 주벽에는 상기 금속 형합재와 상기 금속기판이 노출된 캐비티를 형성하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 캔 패키티 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법이 제공된다.According to a first aspect of the invention, (a) preparing a metal substrate to be joined to the joining groove and the metal substrate formed by the one or more joining grooves reaching a predetermined depth from the upper surface between the partition wall portion; In the state in which the intermediate product passed through the step (b) and the step (b) of integrating the metal molding material to the bonding groove in the state of electrically insulated between the bonding groove and the metal mold material, the metal It is made of a groove extending from a substrate to a predetermined depth of the metal mold material, and a portion of the metal mold material on both sides of the partition wall portion and the partition wall portion is exposed on the bottom surface, and the metal mold material and the metal substrate are exposed on its peripheral wall. Provided is a method of manufacturing a substrate for an optical device of a can package type comprising the step (c) of forming a formed cavity.

전술한 제 1 특징에 있어서, 상기 금속기판과 상기 금속 형합재는 동일 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 (c) 단계를 거친 중간 제조물의 접합층을 제외한 적어도 상기 캐비티 주벽과 상면에 금속 도금층을 형성하는 (d) 단계를 더 구비할 수 있다. 상기 (b) 단계에서의 상기 전기 절연 상태는 전기 절연 성능을 갖는 접합제를 사용하여 달성되거나 상기 금속기판과 상기 금속 형합재는 알루미늄 재질로 이루어진 경우에 상기 (b) 단계에서의 상기 전기 절연 상태는 상기 접합 요홈 또는 상기 금속 형합재의 접합면을 아노다이징 처리하여 달성될 수 있다.In the above first aspect, the metal substrate and the metal mold mixture are preferably made of the same material. And (d) forming a metal plating layer on at least the cavity main wall and the upper surface except for the bonding layer of the intermediate product which has passed the step (c). The electrical insulation state in step (b) is achieved by using a bonding agent having electrical insulation performance or when the metal substrate and the metal mold material are made of aluminum. Can be achieved by anodizing the joint surface of the joining recess or the metal mold material.

본 발명의 제 2 특징에 따르면, 전술한 제1 특징에 의해 제조된 캔 패키지 타입의 광 디비이스용 기판이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate for an optical device of a can package type manufactured by the first aspect described above.

본 발명의 제 3 특징에 따르면, 상면에서 소정 깊이에 이르는 하나 이상의 접합 요홈이 격벽부를 사이에 두고 헝성된 금속기판과 상기 접합 요홈에 형합될 금속 형합재를 준비하는 (a) 단계; 상기 접합 요홈과 상기 금속 형합재 사이를 전기 절연시킨 상태로 상기 접합 요홈에 상기 금속 형합재를 형합시켜 접합하는 (b) 단계; 상기 (b) 단계를 거친 중간 제조물을 도치시킨 상태에서, 상기 금속기판에서부터 상기 금속 형합재의 소정 깊이까지에 이르는 요홈으로 이루어지며 그 저면에 상기 격벽부와 상기 격벽부의 양측의 상기 금속 형합재의 일부가 노출되고 그 주벽에는 상기 금속 형합재와 상기 금속기판이 노출된 캐비티를 형성하는 (c) 단계; 상기 캐비티의 저면에 노출된 상기 격벽부로 이루어진 중앙 도전성 영역에 광소자를 부착하고 상기 중앙 도전성 영역의 양측에 노출된 상기 금속 형합재로 이루어진 주변 도전성 영역과 상기 광소자의 두 전극을 각각 와이어로 연결하는 (e) 단계 및 광 투과 재질의 보호판 및 상면의 중앙 부위와 하면이 개방된 액자 프레임 형상으로 이루어져서 상기 보호판의 외곽을 감싸는 캔 캡에 의해 상기 캐비티를 밀봉하는 (g) 단계를 포함하여 이루어진 캔 패키지 타입의 광 디바이스 제조 방법이 제공된다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal substrate including: (a) preparing a metal substrate to be joined to the joining groove and the metal substrate formed by the one or more joining recesses reaching a predetermined depth from an upper surface thereof; (B) bonding the metal mold material to the joining recess by joining the joining recess and the metal mold material in an electrically insulated state; In the state in which the intermediate product passed through step (b) is inverted, the groove is formed from the metal substrate to a predetermined depth of the metal mold material and has a bottom surface of the metal mold material on both sides of the partition wall part and the partition wall part. (C) forming a cavity in which a portion of the metal mold material and the metal substrate are exposed at a part of the main wall; Attaching an optical element to a central conductive region consisting of the partition portion exposed on the bottom surface of the cavity and connecting two electrodes of the optical element and a peripheral conductive region made of the metal mold material exposed to both sides of the central conductive region, respectively; e) and the can package type comprising the step of sealing the cavity by a can cap which surrounds the outer periphery of the protective plate by forming a frame frame shape having a protective plate made of a light transmitting material and a central portion of the upper surface and a lower surface thereof. An optical device manufacturing method is provided.

전술한 제 3 특징에 있어서, 상기 금속기판과 상기 금속 형합재는 동일 재질로 이루어진 것이 바람직히다. 상기 (c) 단계를 거친 중간 제조물의 접합층을 제외한 적어도 상기 캐비티 주벽과 상면에 금속 도금층을 형성하는 (d) 단계를 더 구비할 수 있다. 상기 (b) 단계에서의 상기 전기 절연 상태는 전기 절연 성능을 갖는 접합제를 사용하여 달성되거나 상기 금속기판과 상기 금속 형합재는 알루미늄 재질로 이루어진 경우에 상기 (b) 단계에서의 상기 전기 절연 상태는 상기 접합 요홈 또는 상기 금속 형합재의 접합면을 아노다이징 처리하여 달성될 수 있다. In the third aspect described above, the metal substrate and the metal mold mixture are preferably made of the same material. And (d) forming a metal plating layer on at least the cavity main wall and the upper surface except for the bonding layer of the intermediate product which has passed the step (c). The electrical insulation state in step (b) is achieved by using a bonding agent having electrical insulation performance or when the metal substrate and the metal mold material are made of aluminum. Can be achieved by anodizing the joint surface of the joining recess or the metal mold material.

상기 (g) 단계의 전후에 상기 캐비티의 내부 공간에 불활성 가스를 충진하는 단계를 더 구비한 것이 바람직하다.It is preferable to further include the step of filling an inert gas into the interior space of the cavity before and after the step (g).

본 발명의 제 4 특징에 따르면, 전술한 제 3 특징에 의해 제조된 캔 패키지 타입의 광 디바이스가 제공된다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical device of the can package type manufactured by the third aspect described above.

본 발명의 캔 패키지 타입의 광 디바이스 제조 방법과 이에 의해 제조된 광 디바이스에 따르면, 기판 자체를 방열판으로 사용하되 수직절연층이 형성된 기판을 채택함으로써 밀폐 공간 외부로 전극 단자를 인출하지 않아도 되고, 이에 따라 광 디바이스의 전체적인 구조와 제조 공정을 단순화시킬 수가 있다.According to the can package type optical device manufacturing method of the present invention and the optical device manufactured thereby, it is possible to use the substrate itself as a heat sink, but by adopting a substrate on which a vertical insulating layer is formed, it is not necessary to pull electrode terminals out of the sealed space. Accordingly, the overall structure and manufacturing process of the optical device can be simplified.

도 1은 종래 캔 패키지 타입의 일 예에 따른 광 디바이스의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 패키지 타입의 광 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 3 내지 도 7은 도 2의 제조 방법의 각 단계에서의 사시도 내지는 단면도.1 is a cross-sectional view of an optical device according to one example of a conventional can package type.
2 is a process flowchart for explaining a method of manufacturing an optical device of a can package type according to an embodiment of the present invention.
3 to 7 are perspective and cross-sectional views at each step of the manufacturing method of FIG. 2.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 캔 패키지 타입의 광 디바이스제조 방법과 이에 의해 제조된 광 디바이스의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the can package type optical device manufacturing method of the present invention and the optical device manufactured thereby.

도 2는 본 발명의 캔 패키지 타입의 광 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이고, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 캔 패키지 타입의 광 디바이스 제조 방법을 설명하기 위한 사시도 내지는 단면도이다. 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 5 내지 도 7은 도 4에서 양측 가장자리를 제거하고 본 단면도이다.2 is a process flowchart for explaining a method of manufacturing a can package type optical device of the present invention, and FIGS. 3 to 7 are perspective views or cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a can package type optical device of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3, and FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views of both side edges removed from FIG.

먼저 도 2의 단계 S10에서는 도 3에 도시한 바와 같이 상면에서 소정 깊이에 이르는 하나 이상의 접합 요홈, 예를 들어 본 실시예와 같은 장방형, 원형 또는 타원형의 접합 요홈(110)이 간격(이하 이러한 간격을 '격벽부'(120)라 한다)을 두고 형성된 금속기판(100)과 이러한 각각의 접합 요홈에 형합(型合), 즉 접합 요홈(110)과 형상 및 크기가 동일하여 접합 요홈(110)에 접합된 경우에 어떠한 틈새나 단차도 생성시키지 않는 금속 형합재(300)를 준비한다. 이하 금속기판(100)의 접합 요홈(110)의 바닥면과 금속기판(100) 자체의 바닥면 사이를 '두께부'(130)라 한다.First, in step S10 of FIG. 2, as shown in FIG. 3, one or more joining grooves reaching a predetermined depth from an upper surface thereof, for example, a rectangular, circular or elliptical joining groove 110 as in the present embodiment is spaced (hereinafter such a gap). And the metal substrate 100 formed with the 'bulb wall portion 120' and the respective joining grooves, that is, the shape and size of the joining grooves 110 are the same, and thus the joining grooves 110 are formed. In the case of being bonded to a metal mold mixture 300 is prepared that does not create any gaps or steps. Hereinafter, between the bottom surface of the bonding recess 110 of the metal substrate 100 and the bottom surface of the metal substrate 100 itself is referred to as a 'thickness portion' (130).

여기에서 금속기판(100)의 재료로는, 열전도도 및 전기전도도가 좋은 알루미늄이나 구리 또는 이들을 하나 이상 포함하는 합금 등이 사용될 수 있을 것이다. 금속 형합재(300)의 재료로는 용접성이 우수한 금속 재료, 예를 들어 알루미늄, 구리, 철 또는 이들을 하나 이상 포함하는 합금 등이 사용될 수 있을 것인바, 접합 후에 서로 상이한 열팽창 계수에 의해 접합경계부위에 열적 스트레스(thermal stress)가 발생되어 접합이 파괴되는 등의 문제가 야기되는 것을 방지하기 위해 금속기판(100)과 금속 형합재(300)를 동일한 재질로 구현하는 것이 바람직하다.Here, as the material of the metal substrate 100, aluminum or copper having good thermal conductivity and electrical conductivity or an alloy containing one or more thereof may be used. As the material of the metal molding material 300, a metal material having excellent weldability, for example, aluminum, copper, iron, or an alloy containing one or more thereof may be used. It is preferable to implement the metal substrate 100 and the metal mold mixture 300 with the same material in order to prevent a problem such as thermal stress generated in the junction breakage.

다음으로 단계 S20에서는 도 4에 도시한 바와 같이 금속기판(100)의 접합 요홈(110)에 전기 절연 성능을 갖는 접합제, 예를 들어 액상 접착제 등을 사용하여 금속 형합재(300)를 접합하는데, 접합 요홈(110)의 내부 전체 면에 걸쳐서 금속 형합재(300)와 접합되도록 하는 것이 바람직하다. 이하 그 구조 및 기능적인 측면에서 금속 형합재(300)의 양 측면과 접합 요홈(110)의 양 측면에 형성된 접착층을 수직절연층(210)이라 하고, 금속 형합재(300)의 하면과 접합 요홈(110)의 하면에 형성된 접착층을 수평절연층(200)이라 한다.Next, in step S20, as shown in Figure 4 to join the metal mold member 300 using a bonding agent having an electrical insulation performance, for example, a liquid adhesive, etc. to the joining groove 110 of the metal substrate 100. It is preferable to be bonded to the metal mold mixture 300 over the entire inner surface of the joining recess 110. Hereinafter, an adhesive layer formed on both sides of the metal mold material 300 and both sides of the bonding recess 110 in terms of its structure and function is referred to as a vertical insulating layer 210, and the bottom surface and the bonding recess of the metal mold material 300 are described below. The adhesive layer formed on the lower surface of the 110 is referred to as a horizontal insulating layer 200.

한편, 접합 요홈(110)과 금속 형합재(300)의 접합력을 더욱 증진시키기 위해 상온상압보다 높은 온도와 압력의 유지가 가능한 고온고압실에서 접합 공정을 수행할 수 있을 것이며, 이외에도 금속기판(100)의 접합면, 즉 접합 요홈(110)의 내부 전체 면과 금속 형합재(300)의 접합면, 즉 상면을 제외한 전체 면에 기계적 또는 화학적 방법으로 거칠기를 부여한 후에 접합 공정을 수행할 수도 있을 것이다. 금속기판(100) 및 금속 형합재(300)가 특별히 알루미늄 재질로 이루어진 경우에 접합력을 증진시키기 위해 접합 공전 전에 상기한 각각의 접합면을 아노다이징 처리(이 경우에는 접합제가 구태여 전기 절연 성능을 갖지 않아도 된다)할 수도 있으며, 이렇게 아노다이징 처리된 표면에 상기한 거칠기를 부여할 수도 있을 것이다.On the other hand, in order to further enhance the bonding force between the bonding groove 110 and the metal mold material 300, the bonding process may be performed in a high temperature and high pressure chamber capable of maintaining a temperature and pressure higher than room temperature and normal pressure, in addition to the metal substrate 100 ) May be performed after a roughness is applied to the joint surface of the joint groove 110, that is, the entire surface except the upper surface of the inner surface of the joining recess 110, that is, the entire surface except the upper surface, by a mechanical or chemical method. . In the case where the metal substrate 100 and the metal molding material 300 are specially made of aluminum, anodizing treatment of each of the above-described joining surfaces before joining revolution (in this case, the bonding agent is not required to have electrical insulation performance in order to improve the joining force). The above roughness may be imparted to the anodized surface.

다음으로 단계 S30에서는 이렇게 만들어진 중간 제조물을 도치시킨 상태, 즉 금속기판(100)의 바닥면이 위를 향하도록 한 상태에서 도 5에 도시한 바와 같이 금속기판(100)에서부터 금속 형합재(300)의 소정 깊이(두께)까지에 이르는 요홈으로 이루어진 캐비티(400)를 형성하는데, 이러한 캐비티(400)는 그 저면에 격벽부(120)와 격벽부(120)의 양측의 금속 형합재(300) 일부가 포함되고 주벽(측벽)에는 두께부(130)의 일부가 포함되어 이루어진다. 결과적으로, 캐비티(400)의 바닥에는 격벽부(120)가 가공되어 형성된 영역의 양측에 캐비티(400)의 바닥을 수직으로 관통하는 두 개의 수직절연층(210)이 형성되고, 이러한 두 개의 수직절연층(210)에 의해 캐비티(400)의 바닥면은 총 세 개의 도전성 영역으로 구분되게 된다. 이하 격벽부(120)가 가공되어 형성된 영역을 '중앙 도전성 영역'이라 하고, 중앙 도전성 영역의 좌우에 금속 형합재(300)가 가공되어 형성된 영역을 '주변 도전성 영역'이라 한다.Next, in step S30, the intermediate product made in this way is inverted, ie, the bottom surface of the metal substrate 100 faces upward, as shown in FIG. 5, from the metal substrate 100 to the metal mold mixture 300. The cavity 400 is formed of a recess reaching up to a predetermined depth (thickness) of the cavity 400, which is part of the metal mold mixture 300 on both sides of the partition wall part 120 and the partition wall part 120. Is included and the main wall (side wall) is made to include a part of the thickness portion (130). As a result, two vertical insulating layers 210 vertically penetrating the bottom of the cavity 400 are formed at both sides of the area where the partition wall 120 is formed by processing the bottom of the cavity 400. The bottom surface of the cavity 400 is divided into three conductive regions by the insulating layer 210. Hereinafter, an area formed by processing the partition wall part 120 is referred to as a 'central conductive area', and an area formed by processing the metal mold mixture 300 to the left and right of the central conductive area is referred to as a 'peripheral conductive area'.

한편, 캐비티(400)는 광의 반사 성능을 향상시키기 위해 상광하협(上廣下峽) 형상으로 구현되는 것이 바람직하다. 캐비티(400)는 절삭 가공과 같은 기계 공정 또는 식각과 같은 화학 공정에 의해 형성될 수 있을 것이다.On the other hand, the cavity 400 is preferably implemented in an ordinary light narrowing (上 廣 下 峽) shape in order to improve the reflection performance of the light. The cavity 400 may be formed by a mechanical process such as cutting or a chemical process such as etching.

다음으로 단계 S40에서는 도 6에 도시한 바와 같이 광소자(600)에서 생성된 광의 반사 성능이나 본딩 성능을 향상시키기 위해 캐비티(400) 주벽과 상면 또는 캐비티(400) 주벽과 상면을 포함한 중간 제조물의 전체에 걸쳐서 금속 도금, 예를 들어 은(Ag) 도금(500)을 수행하는데, 이러한 금속 도금층(500)은 전해 도금 방식 등에 의해 형성될 수 있을 것이다. 이 경우에 수평절연층(200)이나 수직절연층(210)에는 도시한 바와 같이 금속 도금층(500)이 형성되지 않음으로써 수평절연층(200)을 중심으로 한 상측과 하측, 즉 두께부(130)와 금속 형합재(300)가 전기적으로 절연되고 상기 중앙 도전성 영역과 그 좌우에 형성된 상기 주변 도전성 영역 역시 수직절연층(210)에 의해 상호간에 전기적으로 절연되게 된다.Next, in step S40, as shown in FIG. 6, the intermediate product including the main wall and the upper surface of the cavity 400 or the main wall and the upper surface of the cavity 400 to improve the reflection performance or the bonding performance of the light generated by the optical device 600. Metal plating, for example, silver (Ag) plating 500 is performed throughout, and the metal plating layer 500 may be formed by an electroplating method or the like. In this case, since the metal plating layer 500 is not formed in the horizontal insulating layer 200 or the vertical insulating layer 210, the upper and lower sides of the horizontal insulating layer 200, that is, the thickness part 130, are formed. ) And the metal mold mixture 300 are electrically insulated, and the central conductive region and the peripheral conductive regions formed on the left and right sides thereof are also electrically insulated from each other by the vertical insulating layer 210.

다음으로 단계 S50 및 단계 S60에서는 도 6에 도시한 바와 같이 캐비티(400)의 상기 중앙 도전성 영역에 광소자(600)를 부착함과 함께 광소자(600)의 한 전극을 와이어(610)를 통해 어느 일측, 본 실시예에서는 좌측의 상기 주변 도전성 영역에 연결하고, 나머지 하나의 전극은 상기 중앙 도전성 영역에 연결한다.Next, in steps S50 and S60, as shown in FIG. 6, the optical device 600 is attached to the central conductive region of the cavity 400, and one electrode of the optical device 600 is connected through the wire 610. Either side, in this embodiment, is connected to the peripheral conductive region on the left side, and the other electrode is connected to the central conductive region.

다음으로 단계 S70에서는 도 7에 도시한 바와 같이 캐비티(400) 내부 공간을 보호판(700)과 캔 캡(800)으로 패킹하고 내부에 불활성 가스를 주입하는데, 이때 보호판(700)이 미리 부착된 캔 캡(800)을 캐비티 상면에 용접, 예를 들어 아크 용접(810) 등의 방식으로 접합함으로써 캐비티(400) 내부 공간을 밀봉할 수 있다.Next, in step S70, as shown in FIG. 7, the inner space of the cavity 400 is packed with the protection plate 700 and the can cap 800, and an inert gas is injected therein, wherein the protection plate 700 is pre-attached. The interior space of the cavity 400 may be sealed by welding the cap 800 to the cavity upper surface by welding, for example, arc welding 810.

이와는 달리 캐비티(400) 내부에 불활성 가스를 봉입한 후에 보호판(700)을 사용하여 캐비티(400) 내부 공간을 실링(밀봉)한 후에 그 위에 캔 캡을 용접 등에 의해 접합할 수도 있는데, 이 공정은 불활성 가스의 분위기 하에서 수행될 수 있다.Alternatively, after sealing the inert gas into the cavity 400 and then sealing the inner space of the cavity 400 by using the protection plate 700, the can cap may be joined thereon by welding or the like. It can be carried out under an atmosphere of inert gas.

여기에서 보호판(700)은 투명한 유리나 합성수지 재질 또는 형광층이 함유된 합성수지 재질 등으로 구현될 수 있고, 이와는 달리 투명한 유리 또는 합성수지 재질의 보호판(700)의 내외에 별도의 형광층이 추가로 설치될 수도 있을 것이다.Here, the protective plate 700 may be implemented with a transparent glass or synthetic resin material or a synthetic resin material containing a fluorescent layer, and alternatively, a separate fluorescent layer may be additionally installed inside or outside the protective plate 700 of transparent glass or synthetic resin material. Could be

캔 캡(800)은 보호판(700)이 이탈되지 않도록 하기 위한 것으로, 상면 가운데 부위 및 하면 전체가 개방된 형태의 덮개 형상, 즉 액자 프레임 형상으로 구현될 수 있다. 캔 캡(800)의 측면과 두께부(130)의 상면 또는 두께부(130)의 상면에 형성된 금속 도금층(500)과의 접합은 아크 용접 등에 의해 수행되는 것이 바람직하나 이에 국한되는 것은 아니다.The can cap 800 is for preventing the protection plate 700 from being separated from each other. The can cap 800 may be implemented in a cover shape, that is, a frame frame shape, in which the entire upper and middle portions of the upper surface and the lower surface are open. Bonding between the side surface of the can cap 800 and the upper surface of the thickness portion 130 or the upper surface of the thickness portion 130 is preferably performed by arc welding or the like, but is not limited thereto.

한편, 이와 같이 하여 제조된 캔 패지키 타입의 광소자들은 그 전체가 단일체로 사용되거나 하나 이상의 행 또는 열로 분리되어 사용되거나 낱개로 분리되어 사용될 수 있다. 이 경우에 각 행(가로 줄)에 배치된 광소자들은 상호간에 직렬로 연결되는 반면에 각 열(세로 줄)에 배치된 광소자들은 상호간에 병렬로 연결되게 된다. 도 2의 실시예에 의해 제조된 광 디바이스에 따르면, 금속기판(100)이나 금속 형합재(300) 자체가 방열판으로 기능할 뿐만 아니라 금속 형합재(300)를 통해 광소자(600)에 외부 전원을 인가할 수 있기 때문에 구조가 간단해질 뿐만 아니라 제조 공정을 단순화시킬 수가 있다.Meanwhile, the can package key type optical devices manufactured in this way may be used as a whole or may be separated into one or more rows or columns, or may be used separately. In this case, the optical elements arranged in each row (horizontal row) are connected in series with each other, while the optical elements arranged in each column (vertical row) are connected in parallel with each other. According to the optical device manufactured by the embodiment of FIG. 2, the metal substrate 100 or the metal mold mixture 300 itself functions as a heat sink, and an external power source to the optical device 600 through the metal mold mixture 300. Can be applied to simplify the structure as well as simplify the manufacturing process.

본 발명의 캔 패지키 타입의 광 디바이스 제조 방법과 이에 의해 제조된 광 디바이스는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The can package key type optical device manufacturing method of the present invention and the optical device manufactured thereby can be variously modified and implemented within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 금속기판, 110: 접합 요홈,
120: 격벽부, 130: 두께부,
200: 수평절연층, 210: 수직절연층,
300: 금속 형합재, 400: 캐비티,
500: 금속 도금층, 600: 광소자,
610: 와이어, 700: 보호판,
800: 캔 캡, 810: 용접부100: metal substrate, 110: bonding groove,
120: partition wall portion, 130: thickness portion,
200: horizontal insulation layer, 210: vertical insulation layer,
300: metal molding material, 400: cavity,
500: metal plating layer, 600: optical element,
610: wire, 700: protective plate,
800: can cap, 810: weld

Claims (13)

상면에서 소정 깊이에 이르는 하나 이상의 접합 요홈이 격벽부를 사이에 두고 형성된 금속기판과 상기 접합 요홈에 형합(型合)될 금속 형합재를 준비하는 (a) 단계;
상기 접합 요홈과 상기 금속 형합재 사이에 전기 절연 성능을 갖는 접합층을형성하고 상기 접합 요홈에 상기 금속 형합재를 형합시켜 접합하는 (b) 단계 및
상기 (b) 단계를 거친 중간 제조물을 도치시킨 상태에서, 상기 금속기판에서부터 상기 금속 형합재의 소정 깊이까지에 이르는 요홈으로 이루어지며 그 저면에 상기 격벽부와 상기 격벽부의 양측의 상기 금속 형합재의 일부가 노출되고 그 주벽에는 상기 금속 형합재와 상기 금속기판이 노출된 캐비티를 형성하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 캔 패키티 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.(A) preparing a metal substrate to be joined to the joining recess and a metal substrate formed with one or more joining recesses reaching a predetermined depth from an upper surface of the partition wall;
(B) forming a joining layer having an electrical insulation performance between the joining recess and the metal molding member, and joining the metal molding member to the joining recess to join the joining recess and the metal molding member;
In the state in which the intermediate product passed through step (b) is inverted, the groove is formed from the metal substrate to a predetermined depth of the metal mold material and has a bottom surface of the metal mold material on both sides of the partition wall part and the partition wall part. And (c) forming a cavity in which a portion is exposed and the metal mold material and the metal substrate are exposed on a circumferential wall thereof. 제 1 항에 있어서,
상기 금속기판과 상기 금속 형합(型合)재는 동일 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 1,
And said metal substrate and said metal matching material are made of the same material. 제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계를 거친 중간 제조물의 상기 접합층을 제외한 적어도 상기 캐비티 주벽과 상기 (c)단계에서 도치시킨 중간 제조물의 금속기판 상면에 금속 도금층을 형성하는 (d) 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 1,
(D) forming a metal plating layer on at least the cavity main wall except for the bonding layer of the intermediate product passed through step (c) and an upper surface of the metal substrate of the intermediate product inverted in step (c). The board | substrate manufacturing method for optical devices of the can package type made into. 제 1 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서의 상기 접합층은 전기 절연 성능을 갖는 접합제를 사용하여 달성되는 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 1,
And said bonding layer in said step (b) is achieved by using a bonding agent having electrical insulation performance. 제 1 항에 있어서,
상기 금속기판과 상기 금속 형합재는 알루미늄 재질로 이루어지되,
상기 (b) 단계에서의 상기 접합층은 상기 접합 요홈 또는 상기 금속 형합(型合)재의 접합면을 아노다이징 처리하여 달성되는 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 1,
The metal substrate and the metal mold material is made of aluminum,
The said bonding layer in said (b) step is achieved by anodizing the joining surface of the said joining recess or the said metal mold | die material, The can package type substrate manufacturing method for optical devices. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 캔 패키지 타입의 광 디비이스용 기판.A substrate for an optical device of a can package type manufactured by the method of any one of claims 1 to 5. 상면에서 소정 깊이에 이르는 하나 이상의 접합 요홈이 격벽부를 사이에 두고 형성된 금속기판과 상기 접합 요홈에 형합(型合)될 금속 형합재를 준비하는 (a) 단계;
상기 접합 요홈과 상기 금속 형합재 사이에 전기 절연 성능을 갖는 접합층을형성하고 상기 접합 요홈에 상기 금속 형합재를 형합시켜 접합하는 (b) 단계 및
상기 (b) 단계를 거친 중간 제조물을 도치시킨 상태에서, 상기 금속기판에서부터 상기 금속 형합재의 소정 깊이까지에 이르는 요홈으로 이루어지며 그 저면에 상기 격벽부와 상기 격벽부의 양측의 상기 금속 형합재의 일부가 노출되고 그 주벽에는 상기 금속 형합재와 상기 금속기판이 노출된 캐비티를 형성하는 (c) 단계;
상기 캐비티의 저면에 노출된 상기 격벽부로 이루어진 중앙 도전성 영역에 광소자를 부착하고 상기 중앙 도전성 영역의 양측에 노출된 상기 금속 형합재로 이루어진 주변 도전성 영역과 상기 광소자의 두 전극을 각각 와이어로 연결하는 (e) 단계 및
광 투과 재질의 보호판 및 상면의 중앙 부위와 하면이 개방된 액자 프레임 형상으로 이루어져서 상기 보호판의 외곽을 감싸는 캔 캡에 의해 상기 캐비티를 밀봉하는 (g) 단계를 포함하여 이루어진 캔 패키지 타입의 광 디바이스 제조 방법.(A) preparing a metal substrate to be joined to the joining recess and a metal substrate formed with one or more joining recesses reaching a predetermined depth from an upper surface of the partition wall;
(B) forming a joining layer having an electrical insulation performance between the joining recess and the metal molding member, and joining the metal molding member to the joining recess to join the joining recess and the metal molding member;
In the state in which the intermediate product passed through step (b) is inverted, the groove is formed from the metal substrate to a predetermined depth of the metal mold material and has a bottom surface of the metal mold material on both sides of the partition wall part and the partition wall part. (C) forming a cavity in which a portion of the metal mold material and the metal substrate are exposed at a part of the main wall;
Attaching an optical element to a central conductive region consisting of the partition portion exposed on the bottom surface of the cavity and connecting two electrodes of the optical element and a peripheral conductive region made of the metal mold material exposed to both sides of the central conductive region, respectively; e) steps and
(G) manufacturing a can package type optical device, comprising the step of sealing the cavity by a can cap enclosing the outside of the protective plate by forming a frame of a light transmitting material and a center portion of the upper surface and a lower surface thereof. Way. 제 7 항에 있어서,
상기 금속기판과 상기 금속 형합(型合)재는 동일 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 7, wherein
And said metal substrate and said metal matching material are made of the same material. 제 7 항에 있어서,
상기 (c) 단계를 거친 중간 제조물의 상기 접합층을 제외한 적어도 상기 캐비티 주벽과 상기 (c)단계에서 도치시킨 중간 제조물의 금속기판 상면에 금속 도금층을 형성하는 (d) 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 7, wherein
(D) forming a metal plating layer on at least the cavity main wall except for the bonding layer of the intermediate product passed through step (c) and an upper surface of the metal substrate of the intermediate product inverted in step (c). The board | substrate manufacturing method for optical devices of the can package type made into. 제 7 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서의 상기 접합층은 전기 절연 성능을 갖는 접합제를 사용하여 달성되는 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 7, wherein
And said bonding layer in said step (b) is achieved by using a bonding agent having electrical insulation performance. 제 7 항에 있어서,
상기 금속기판과 상기 금속 형합재는 알루미늄 재질로 이루어지되,
상기 (b) 단계에서의 상기 접합층은 상기 접합 요홈 또는 상기 금속 형합(型合)재의 접합면을 아노다이징 처리하여 달성되는 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스용 기판 제조 방법.The method of claim 7, wherein
The metal substrate and the metal mold material is made of aluminum,
The said bonding layer in said (b) step is achieved by anodizing the joining surface of the said joining recess or the said metal mold | die material, The can package type substrate manufacturing method for optical devices. 제 7 항에 있어서,
상기 (g) 단계의 전후에 상기 캐비티의 내부 공간에 불활성 가스를 충진하는 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 캔 패키지 타입의 광 디바이스 제조 방법.The method of claim 7, wherein
The method of manufacturing a can package type optical device, further comprising the step of filling an inert gas into the interior space of the cavity before and after the step (g). 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 의해 제조된 캔 패키지 타입의 광 디바이스.13. An optical device of the can package type manufactured by any of claims 7 to 12.
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