KR101337580B1

KR101337580B1 - 복구가 용이한 ｃｏｂ형 ｌｅｄ 패키지 및 복구방법

Info

Publication number: KR101337580B1
Application number: KR1020070084008A
Authority: KR
Inventors: 안호식; 김영택; 이원준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2013-12-06
Also published as: KR20090019510A

Abstract

복구가 용이한 COB형 LED 패키지 및 복구방법을 제공한다.

본 발명은 복수개의 발광칩이 상부면에 다이본딩되고, 상기 발광칩과 금속와이어를 매개로 전기적으로 연결되는 전극을 구비하는 기판을 포함하고, 상기 기판에는 상기 발광칩이 탑재되는 복수개의 탑재영역을 구비하고, 상기 탑재영역의 외측테두리를 따라 관통형성되는 복수개의 절개부를 구비하고, 상기 절개부와 이에 인접하는 다른 절개부사이를 연결하면서 상기 발광칩이 탑재된 탑재영역을 상기 기판으로부터 개별적으로 분리하도록 절단되는 복수개의 절단부를 구비한다.

본 발명에 의하면, 불량 발광칩을 포함하는 탑재영역을 간편하게 제거하고 이를 양호한 발광칩이 탑재된 탑재영역으로 간편하게 교체하여 수율을 제조원가를 절감할 수 있다.

발광칩, LED, 패키지, 절개부, 절단부, 탑재영역

Description

복구가 용이한 ＣＯＢ형 ＬＥＤ 패키지 및 복구방법{A Chip On Board Type Light Emitting Diode Package Which is Easy a Repair and Repairing Method}

본 발명은 칩 온 보드(Chip On Board)형 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 탑재되는 복수개의 발광칩중 불량으로 판명된 발광칩에 해당하는 탑재영역을 기판으로 부터 간편하게 분리제거한 다음 양품으로 간편하게 교체할 수 있도록 개선한 복구가 용이한 COB형 발광 다이오드 패키지 및 복구방법에 관한 것이다.

일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, LED이라함.)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 전기에너지를 빛에너지로 바꾸어 주어 발광시키는 전자부품이다. 즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데 전자와 정공이 떨어져 있을 때 보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다.

상기 LED로부터 나오는 빛의 영역은 레드(630nm~780nm)로부터 블루-자외 선(Ultra Violet)(350nm)까지로 블루, 그린 및 화이트까지도 포함하고 있으며, LED는 백열전구와 형광등과 같은 기존의 광원에 비해 저전력소비, 고효율, 장시간 동작 수명등의 장점을 가지고 있어 그 수요가 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.

이러한 LED는 최근에 모바일 단말기의 소형조명에서 실내외의 일반조명, 자동차 조명, 대형 LCD(Liquid Crystal Display)용 백라이트(Backlight)로 그 적용범위가 점차 확대되고 있다.

한편, LED 패키지는 리드 프레임에 발광칩을 다이 어태칭하고, 상기 발광칩과 리드프레임을 와이어본딩한 다음, 리드 프레임과 일체화되고, 반사부를 형성하는 캐비티를 형성하도록 수지재로 패키지 본체를 성형하여 제조하였다.

그러나, 이러한 LED 패키지는 캐비티에 의해서 발광칩에서 발생된 빛의 지향각을 넓히는데 한계가 있고, 하나의 패키지를 제조하는데 소요되는 비용이 크기 때문에 제조원가를 낮추는데 문제점이 있었다.

이에 따라, 도 1에 도시한 바와 같이, 발광칩(10)을 직접 기판(20)에 다이 본딩(Die Bonding)하고 금속와이어(25)를 매개로 와이어 본딩(Wire Bonding)하여 전기적 연결을 하는 COB(Chip On Board)형 LED패키지(1)를 개발하였다.

즉, 이러한 LED 패키지(1)는 기판(20)의 상부면에 패턴인쇄되는 전극(21,22)중 어느 하나의 전극에 발광칩(10)을 다이 본딩하여 어태칭하고, 상기 발광칩(10)에 일단이 와이어 본딩되는 금속와이어(25)의 타단을 나머지 전극에 와이어 본딩하였다.

또한, 상기 기판(20)의 상부면에는 상기 발광칩(10)을 에워싸도록 솔더페이 스트 또는 금속재를 소재로 하여 스크린 인쇄방식으로 일정높이의 측벽(35)을 환고리형으로 형성한 다음, 사전에 설정된 주입량으로 투명수지(30)를 측벽(35)의 내측으로 도포하게 되면, 주입된 투명수지(30)는 기판(20)측으로 넘쳐 흐르지 않고 일정높이를 갖는 돔형상을 유지하게 된다.

그러나, 이러한 LED 패키지(1)가 구비되는 기판(20)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 복수개의 발광칩(10)이 일정간격을 두고 배열됨으로서 하나의 기판(20)상에 탑재되는 복수개의 발광칩(10)중 어느 하나가 불량인 경우, 상기 기판(20)에 다이 어태칭된 발광칩(10)을 제거하고 새로운 발광칩을 본딩하여 교체할 수 없기 때문에, 양호한 발광칩을 포함하는 기판(20)을 불량처리해야만 하고, 이로 인하여 패키지의 수율이 저하되고, 제조원가를 상승시키는 주요원인으로 작용하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은불량 발광칩을 포함하는 탑재영역을 간편하게 제거하고 이를 양호한 발광칩이 탑재된 탑재영역으로 간편하게 교체하여 수율을 높이고, 제조원가를 절감할 수 있는 복구가 용이한 COB형 LED 패키지 및 복구방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 복수개의 발광칩이 상부면에 다이본딩되고, 상기 발광칩과 금속와이어를 매개로 전기적으로 연결되는 전극을 구비하는 기판을 포함하고, 상기 기판에는 상기 발광칩이 탑재되는 복수개의 탑재영역을 구비하고, 상기 탑재영역의 외측테두리를 따라 관통형성되는 복수개의 절개부를 구비하고, 상기 절개부와 이에 인접하는 다른 절개부사이를 연결하면서 상기 발광칩이 탑재된 탑재영역을 상기 기판으로부터 개별적으로 분리하도록 절단되는 복수개의 절단부를 구비함을 특징으로 하는 복구가 용이한 COB형 LED 패키지를 제공한다.

바람직하게, 상기 절단부는 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 전극이 패턴인쇄되는 한쌍의 전극용 네크와, 상기 기판의 상부면에 외부노출되는 한쌍의 비전극용 네크를 포함한다.

바람직하게, 상기 절단부에는 적어도 하나의 노치를 구비한다.

바람직하게, 상기 절단부에는 적어도 하나의 관통홀을 구비한다.

또한, 본 발명은 발광칩이 탑재되는 복수개의 탑재영역을 구비하고, 상기 탑재영역의 외측테두리를 따라 관통형성되는 복수개의 절개부를 구비하는 기판을 제공하는 단계 ; 상기 절개부와 이에 인접하는 다른 절개부사이를 연결하는 절단부를 절단한 다음 불량한 탑재영역을 상기 기판으로부터 개별적으로 분리하는 단계 ; 및 상기 불량한 탑재영역이 제거된 기판에 양호한 탑재영역을 배치하여 기판에 접합고정하는 단계 ; 를 포함하는 LED 패키지 복구방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 절단부를 절단하여 분리하는 단계는 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 전극이 패턴인쇄되는 한쌍의 전극용 네크와, 상기 기판의 상부면에 외부노출되는 한쌍의 비전극용 네크를 각각 절단하여 기판으로부터 탑재영역을 분리제거한다.

바람직하게, 상기 접합고정하는 단계는 양호한 발광칩이 탑재된 탑재영역의 전극을 기판에 형성된 전극과 일대일 대응시켜 맞대기 한 상태에서 솔더를 매개로 하여 이들을 접합하여 전기적으로 연결하면서 위치고정한다.

본 발명에 의하면, 복수개의 발광칩이 탑재되는 기판의 탑재영역마다 절개부와 절단부를 구비함으로서, 복수개의 발광칩중 불량으로 판명된 발광칩이 탑재된 탑재영역을 절단부의 간단한 절단작업에 의해서 기판으로 제거한 다음, 양호한 발 광칩이 탑재된 탑재영역을 기판에 간편하고 신속하게 교체하여 장착할 수 있기 때 문에, 종래에 같이 불량발생시 복수개의 발광칩이 탑재된 기판을 페기함에 따른 재료비의 손실을 방지하여 제조원가를 절감하고, 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지에서 불량부분을 제거한 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지에서 양품을 교체완료한 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 LED패키지(100)는 도 3 내지 5에 도시한 바와 같이, 발광칩(110), 기판(120)을 포함하여 구성된다.

상기 발광칩(110)은 상기 기판(120)의 상부면에 전도성 접착제로서 다이본딩되어 어태칭되는 칩부재이다.

상기 기판(120)은 상부면에 복수개의 발광칩(110)을 일정간격을 두고 탑재할 수 있도록 일정구간으로 분할구획된 탑재영역(A)을 구비하며, 이러한 탑재영역(A)을 상기 기판(120)의 상부면에 바둑판상으로 구비된다.

그리고, 상기 탑재영역(A)이 구비되는 기판(120)에는 상기 탑재영역의 임의위치마다 다이본딩되는 발광칩(110)과 전기적으로 연결되도록 한쌍의 전극(121,122)을 구비하며, 이러한 전극(121,122)은 상기 기판(120)의 상부면에 패턴인쇄되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탑재영역(A)에 탑재되는 발광칩(110)은 상기 전극(121,122)과 금속와이어(125)를 매개로 하여 와이어 본딩됨으로서 서로 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 발광칩(110)이 P극과 N극을 상부면에 형성하는 수평형으로 구비되는 경우, 상기 금속와이어(125)는 한쌍의 전극(121,122)과 각각 와이어본딩되도록 한쌍으로 구비되는 반면에, 상기 발광칩(110)이 P극과 N극을 상부면과 하부면에 각각 형성하는 수직으로 구비되는 경우, 상기 금속와이어(125)는 상기 전극(121)중 어느 하나에 어태칭된 발광칩의 상부면에 일단이 와이어본딩되고 나머지 전극(122)에 타단이 와이어본딩되는 하나의 와이어부재로 구비된다.

그리고, 상기 기판(120)의 상부면에는 상기 발광칩(110)을 덮어 보호하도록 렌즈부(130)를 구비하는바, 이러한 렌즈부(130)는 투명성 수지로 돔형태를 갖도록 사출성형되는 성형물로 구비되거나 상기 발광칩(110)을 에워싸도록 반사성 페이스트를 소재로 하여 기판의 상부면에 패턴인쇄되는 측벽(미도시)의 내측에 돔형태를 갖도록 주입되는 투명성 수지물로 구비될 수도 있다.

이에 따라, 상기 발광칩(110)은 상기 렌즈부(130)에 의해서 외부환경으로부터 보호됨은 물론 보다 넓은 지향각을 갖추어 광휘도를 높일 수 있는 것이다.

또한, 상기 기판(120)에 구비되는 탑재영역(A)의 외측테두리에는 이를 따라 관통형성되는 복수개의 절개부(141)를 구비하고, 상기 절개부(141)와 이에 인접하는 다른 절개부(141)사이에는 상기 발광칩(110)이 탑재된 탑재영역(A)을 개별적으로 분리하도록 절단기(150)에 의해서 절단되는 복수개의 절단부(143)를 구비한다.

여기서, 상기 절단부(143)는 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 전 극(121,122)이 패턴인쇄되는 한쌍의 전극용 네크(143a)와, 상기 기판의 상부면을 외부로 노출시키도록 전극(121,122)이 인쇄되지 않는 한쌍의 비전극용 네크(143b)를 갖추어 구성한다.

상기 한쌍의 전극용 네크(143a)와 한쌍의 비전극용 네크(143b)은 좌우상하대칭구조로 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 기판(110)에 구비되는 복수개의 탑재영역마다 구비되는 발광칩(110)중 어느 하나가 불량으로 판단되어 이를 교체하고자 하는 경우, 작업자는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 절단부(143)에 그려지는 가상의 절단선을 따라 절단기(150)를 이용하여 전극용 네크(143a)와, 비전극용 네크(143b)를 각각 절단함으로서, 불량 발광칩을 포함하는 불량한 탑재영역을 기판(110)으로부터 분리 제거한다.

그리고, 상기 불량한 탑재영역이 제거된 기판(120)에 양호한 발광칩(110)이 다이본딩되고, 전극(121,122)과 금속와이어를 매개로 와이어본딩된 탑재영역을 배치한 다음, 상기 전극(121,122)을 상기 기판(120)에 형성된 전극과 일대일 대응시켜 맞대기 한 상태에서 솔더(S)를 매개로 하여 이들을 접합하게 되면, 교체된 탑재영역은 기판에 확고히 위치고정됨과 동시에 전극간에 전기적으로 연결할 수 있는 것이다.

또한, 상기 절단부(143)에는 도 6에 도시한 바와같이, 상기 절단부(143)를 구성하는 한쌍의 전극용 네크(143a) 또는 한쌍의 비전극용 네크(143)에 절단폭을 최소화시키는 노치(144a,144b)를 구비할 수도 있다.

그리고, 상기 절단부(143)에는 도 7에 도시한 바와같이, 상기 절단부(143)를 구성하는 한쌍의 전극용 네크(143a) 또는 한쌍의 비전극용 네크(143)에 절단폭을 최소화시키도록 관통홀(145a,145b)을 각각 구비할 수도 있다.

상기 절단부(143)에 노치(144a,144b) 또는 관통홀(145a,145b)을 구비하여 절단폭을 최소화시키게 되면, 절단기(150)를 이용한 절단부(143)의 절단작업을 보다 용이하게 수행하여 상기 발광칩(110)이 탑재된 탑재영역(A)과 상기 기판(120)을 서로 분리하는 작업을 LED 패키지(100a,100b)에서 보다 원활하게 수행할 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 일반적인 COB형 LED 패키지를 도시한 구성도이다.

도 2는 종래 COB형 LED 패키지를 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지에서 불량부분을 제거한 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지에서 양품을 교체완료한 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 복구가 용이한 COB형 LED 패키지의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 발광칩 120 : 기판

121,122 : 전극 125 : 금속와이어

130 : 렌즈부 141 : 절개부

143 : 절단부 143a : 전극용 네크

143b : 비전극용 네크 150 : 절단기

A: 탑재영역 S : 솔더

Claims

복수개의 발광칩이 상부면에 다이본딩되고, 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 전극을 구비하는 기판을 포함하고,

상기 기판에는 상기 발광칩이 탑재되는 복수개의 탑재영역을 구비하고, 상기 탑재영역의 외측테두리를 따라 관통형성되는 복수개의 절개부를 구비하고, 상기 절개부와 이에 인접하는 다른 절개부사이를 연결하면서 상기 발광칩이 탑재된 탑재영역을 상기 기판으로부터 개별적으로 분리하도록 절단되는 복수개의 절단부를 구비하며,

상기 절단부는 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 전극이 상부면에 패턴인쇄되는 한 쌍의 전극용 네크와, 상기 기판의 상부면에 외부로 노출되는 한 쌍의 비전극용 네크를 포함하며,

상기 전극은 상기 전극용 네크 상에서 상기 기판과 상기 탑재영역으로 연장되어 상기 절개부를 가로지르며 상기 기판과 상기 탑재영역의 상부면에 걸쳐지는 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 복구가 용이한 COB형 LED 패키지.
삭제
제1항에 있어서, 상기 절단부에는 적어도 하나의 노치를 구비함을 특징으로 하는 복구가 용이한 COB형 LED 패키지.
제1항에 있어서, 상기 절단부에는 적어도 하나의 관통홀을 구비함을 특징으로 하는 복구가 용이한 COB형 LED 패키지.
발광칩이 탑재되는 복수개의 탑재영역을 구비하고, 상기 탑재영역의 외측테두리를 따라 관통형성되는 복수개의 절개부를 구비하는 기판을 제공하는 단계 ;

상기 절개부와 이에 인접하는 다른 절개부사이를 연결하는 절단부를 절단한 다음 불량한 탑재영역을 상기 기판으로부터 개별적으로 분리하는 단계 ; 및

상기 불량한 탑재영역이 제거된 기판에 양호한 탑재영역을 배치하여 기판에 접합고정하는 단계 ; 를 포함하고,

상기 절단부를 절단하여 분리하는 단계는 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 전극이 상부면에 패턴인쇄되는 한 쌍의 전극용 네크와, 상기 기판의 상부면에 외부 노출되는 한 쌍의 비전극용 네크를 각각 절단하여 상기 기판으로부터 탑재영역을 분리제거하며,

상기 전극은 상기 전극용 네크 상에서 상기 기판과 상기 탑재영역으로 연장되어 상기 절개부를 가로지르며 상기 기판과 상기 탑재영역의 상부면에 걸쳐지는 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 복구방법.
삭제
제5항에 있어서, 상기 절단부에는 적어도 하나의 노치를 구비함을 특징으로 하는 LED 패키지 복구방법.
제5항에 있어서, 상기 절단부에는 적어도 하나의 관통홀을 구비함을 특징으로 하는 LED 패키지 복구방법.
제5항에 있어서, 상기 접합고정하는 단계는 양호한 발광칩이 탑재된 탑재영역의 전극을 기판에 형성된 전극과 일대일 대응시켜 맞대기 한 상태에서 솔더를 매 개로 하여 이들을 접합하여 전기적으로 연결하면서 위치고정함을 특징으로 하는 LED 패키지 복구방법.