KR101428021B1 - Ｌｅｄ 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 UV LED 칩을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지에 윈도우 렌즈를 부착하는 공정을 개선하여 열특성과 양산성을 개선한 LED 패키지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 LED 패키지로서, 리드 프레임을 형성한 기판; 상기 기판의 리드 프레임의 상면에 실장한 UV LED 칩; 상기 리드 프레임과 UV LED 칩을 연결하는 와이어; 상기 리드 프레임의 상부에 설치되어 상기 UV LED 칩 주위에 리플렉터를 형성하고, 상부에 윈도우 렌즈가 접착하는 캐비티 접착면을 형성한 캐비티; 상기 캐비티의 상면에 설치되는 윈도우 렌즈; 및 상기 캐비티 접착면과 윈도우 렌즈에 설치되어 상기 윈도우 렌즈가 캐비티의 상부에 고정되도록 접착하는 접착부를 포함하고, 상기 윈도우 렌즈는 실리콘 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 UV LED 칩을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지에 윈도우 렌즈의 재질을 변경하여 제조과정에서의 파손을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 LED 패키지에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 UV LED 칩을 실장한 SMD 타입의 UV LED 패키지에 윈도우 렌즈를 부착하는 공정을 개선하여 열특성과 양산성을 개선한 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전자부품이다.
또한, LED는 친환경성과 긴 수명 그리고 높은 효율 등의 장점으로 차세대 조명으로 각광받고 있으며, 이러한 LED는 그 응용범위가 실내 조명으로부터 옥외 가로등, 자동차 및 해양, 심해(undersea) 조명, 적외선 조명, 자외선 조명 등으로 더욱 확장되고 있는 추세이다.
한편, UV(이하, 자외선이라 함)를 발광하는 LED 칩을 패키징할 때에는 일반적인 실리콘 봉지재를 사용할 경우 봉지재의 황변이 발생하여 광출력이 저하되는 문제점이 있다.
즉 SMD 타입의 LED 패키지 구조에 있어서 UV LED 칩을 몰딩하기 위해 사용되는 투광성 수지 재료는 자외선(파장 380㎚ 이하의 광)이 조사됨으로써 열화하고, 사용에 따라 점차 자외선의 투과율이 감소되어 안정한 자외선 출력을 얻을 수 없는 문제점이 있어서, 자외선을 발광하는 SMD 타입의 LED 패키지는 봉지재를 충전하여 패키징할 수는 없다.
이러한 문제에 대해서 자외선을 포함하는 광을 발광하는 UV LED 칩이 배치되는 공간에 자외선이 투과하기 쉬운 예를 들면 질소나, 알곤, 헬륨 등의 불활성 기체를 봉입함과 동시에 렌즈를 자외선 투과성의 석영 유리 등에 의해 구성함으로써, UV LED 칩을 패키징하는 밀봉 실링(Hermetic sealing)이 이용된다.
또한, UV LED 패키지(10)를 SMD 타입의 UV LED 패키지로 제조할 경우 자외선 투과성의 석영 유리나 유리재질의 윈도우 렌즈를 사용할 경우 SMD의 캐비티에 부착하는 과정에서 깨짐 등의 파손이 발생하는 문제점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 UV LED 패키지의 구조를 나타낸 단면도로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래기술에 따른 UV LED 패키지(10)는 베이스 기판(11)과, +/- 전원을 공급하는 리드선(12, 12')과, 상기 베이스 기판(11)의 상부에 설치된 서브 마운트(13)와, 상기 서브 마운트 상에 설치된 UV LED 칩(14)과, 상기 리드선(12, 12')을 통해 공급되는 전원이 상기 UV LED 칩(14)에 전달되도록 연결하는 와이어(15, 15')와, 상기 UV LED 칩14)과 와이어(15, 15') 등을 보호하는 보호캡(16)과, 상기 보호캡(16) 상에 설치되어 상기 UV LED 칩(14)에서 발광된 빛이 투과되도록 하는 윈도우 렌즈(17)를 포함하여 구성된다.
그러나 종래기술에 따른 UV LED 패키지(10)는 구조가 복잡하여 공정 자동화가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 UV LED 칩을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지에 윈도우 렌즈를 부착하는 공정을 개선하여 열특성과 양산성을 개선한 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LED 패키지로서, 리드 프레임을 형성한 기판; 상기 기판의 리드 프레임의 상면에 실장한 UV LED 칩; 상기 리드 프레임과 UV LED 칩을 연결하는 와이어; 상기 리드 프레임의 상부에 설치되어 상기 UV LED 칩 주위에 리플렉터를 형성하고, 상부에 윈도우 렌즈가 접착하는 캐비티 접착면을 형성한 캐비티; 상기 캐비티의 상면에 설치되는 윈도우 렌즈; 및 상기 캐비티 접착면과 윈도우 렌즈에 설치되어 상기 윈도우 렌즈가 캐비티의 상부에 고정되도록 접착하는 접착부를 포함하고, 상기 윈도우 렌즈는 실리콘, 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 윈도우 렌즈는 평판형 렌즈, 볼록 렌즈, 프레넬 렌즈, 비구면 렌즈 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 윈도우 렌즈의 평판형 렌즈는 상면에 반구형상으로 돌출된 복수의 마이크로 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐비티는 윈도우 렌즈가 안착되도록 접착 홈부를 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 패키지로서, 리드 프레임을 형성한 기판; 상기 기판의 리드 프레임의 상면에 실장한 UV LED 칩; 상기 리드 프레임과 UV LED 칩을 연결하는 와이어; 상기 리드 프레임의 상부에 설치되어 상기 UV LED 칩 주위에 리플렉터를 형성하고, 상기 리플렉터의 상부 경사면에 윈도우 렌즈가 접착하는 캐비티 접착면을 형성한 캐비티; 상기 캐비티의 리플렉터 경사면에 안착되도록 양단부에 경사지게 렌즈 접착면을 형성한 윈도우 렌즈; 및 상기 캐비티의 캐비티 접착면과 윈도우 렌즈의 렌즈 접착면 사이에 설치되어 상기 윈도우 렌즈가 캐비티의 상부에 고정되도록 접착하는 접착부를 포함하고, 상기 윈도우 렌즈는 실리콘, 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 윈도우 렌즈는 상면에 반구형상으로 돌출된 복수의 마이크로 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 접착부는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 패키지 제조 방법으로서, a) 윈도우 렌즈를 제조하는 단계; b) UV LED 칩을 포함한 LED 패키지를 제조하는 단계; c) 상기 윈도우 렌즈와 LED 패키지의 일부에 접착부를 도금 및 증착하는 단계; 및 d) 상기 윈도우 렌즈와 LED 패키지가 접착되도록 상기 접착부를 가열하여 융착시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LED 제조 방법은 상기 a)단계에서 제조된 윈도우 렌즈의 상면에 마이크로 렌즈를 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 UV LED 칩을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지에 윈도우 렌즈의 재질을 변경하여 제조과정에서의 파손을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 UV LED 패키지에 윈도우 렌즈를 부착하는 공정을 개선하여 열특성과 양산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 종래기술에 따른 UV LED 패키지의 구조를 나타낸 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 1 실시예를 나타낸 단면도.
도 3 은 도 2의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 4 는 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 윈도우 렌즈 형상을 나타낸 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 2 실시예를 나타낸 단면도.
도 6 은 도 5의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 7 은 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 3 실시예를 나타낸 단면도.
도 8 은 도 7의 제 3 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 9 는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제조과정을 나타낸 흐름도.
도 2 는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 1 실시예를 나타낸 단면도.
도 3 은 도 2의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 4 는 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 윈도우 렌즈 형상을 나타낸 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 2 실시예를 나타낸 단면도.
도 6 은 도 5의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 7 은 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 3 실시예를 나타낸 단면도.
도 8 은 도 7의 제 3 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 9 는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제조과정을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 패키지 및 이의 제조 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(제 1 실시예)
도 2는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 1 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(100)는 UV LED 칩(130)을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지(100)에 윈도우 렌즈(160)의 결합 구조를 개선하여 열특성과 양산성이 개선될 수 있도록 리드 프레임(120)을 형성한 기판(110)과, UV LED 칩(130)과, 와이어(140)와, 캐비티(150)와, 윈도우 렌즈(160)와, 접착부(170)를 포함하여 구성된다.
상기 UV LED 칩(130)은 기판(110)의 리드 프레임(120) 상면에 실장되고, 통상의 자외선을 발광하는 LED 칩이 적용된다.
상기 와이어(140)는 리드 프레임(120)과 UV LED 칩(130)을 연결하는 구성으로서, 주로 금(Au)로 이루어진다.
상기 캐비티(150)는 리드 프레임(120)의 상부에 설치되어 상기 UV LED 칩(130) 주위에 리플렉터를 형성하고, 상부에 윈도우 렌즈(160)가 접착하는 캐비티 접착면(151)을 형성한다.
상기 캐비티 접착면(151)은 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(172)을 형성하며 도금 및 증착된다.
또한, 상기 캐비티(150)는 일반적으로 열가소성 수지인 액정 폴리머, 열가소성 플라스틱, 결정성 폴리스티렌 등의 고내열성 수지를 이용하여 형성될 수도 있고, 고온 동시소성 세라믹 등을 이용하여 형성될 수도 있다.
또한, 상기 캐비티(150)의 내부 경사면 즉 리플렉터에는 UV LED 칩(130)으로부터 발광되는 자외선의 반사효율이 증가될 수 있도록 반사층(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 윈도우 렌즈(160)는 캐비티(150)의 상부에 캐비티 접착면(151)과 밀착하여 설치되고, UV LED 칩(130)으로부터 발광되는 자외선을 투과시켜 출력될 수 있게 하는 구성으로서, 렌즈 몸체(161)와, 높은 효율로 발산될 수 있도록 상면에 반구형상으로 돌출된 복수의 마이크로 렌즈(162)가 형성된다.
또한, 상기 윈도우 렌즈(160)는 실리콘, 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 재질을 이용하여 구성함으로써, SMD 공정을 수행하는 윈도우 렌즈가 깨지는 것을 방지할 수 있도록 한다.
상기 마이크로 렌즈(162)는 예를 들면, 실리콘, 사파이어 기판상에 2~10㎛ 크기로 형성되어 윈도우 렌즈(160)를 통해 출력되는 자외선의 광출력이 향상되도록 한다.
본 실시예에서는 도 4(a)와 같이 평판형 렌즈로 윈도우 렌즈(160a)를 구성한 다음 렌즈 몸체의 상면에 마이크로 렌즈(162)를 구성하였으나, 도 4(b)와 같이 볼록 렌즈 형상으로 윈도우 렌즈(160b)를 구성할 수도 있고, 도 4(c)와 같이, 임의의 곡면을 갖는 비구면 렌즈로 윈도우 렌즈(160c)를 구성할 수도 있으며, 프레넬 렌즈(미도시) 형상으로 윈도우 렌즈를 형성할 수도 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 윈도우 렌즈(160)의 하부에는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(171)을 형성하며 도금 및 증착되는 렌즈 접착면(163)이 설치된다.
상기 접착부(170)는 캐비티(150)의 캐비티 접착면(151)과 윈도우 렌즈(160) 하단의 렌즈 접착면(163)에 임의의 접착 패턴(171, 172)을 형성하고, 상기 접착 패턴(171, 172)을 가열하여 융착되도록 함으로써, 상기 윈도우 렌즈(160)가 캐비티(150)의 상부에 고정되도록 접착한다.
또한, 상기 접착부(170)는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 캐비티(150)의 캐비티 접착면(151)과 윈도우 렌즈(160) 하부의 렌즈 접착면(163)에 도금 및 증착되도록 한다.
또한, 상기 접착부(170)는 캐비티 접착면(151)과 렌즈 접착면(163)에 금(Au) 또는 금/주석(Au/Sn)합금을 이용하여 접착 패턴(171, 172)을 형성한 경우 공융점 접합(Eutectic Bonding)을 통해 200 ~ 300℃ 온도로 가열한 다음 융착시켜 형성되도록 한다.
또한, 상기 접착부(170)는 캐비티 접착면(151)과 렌즈 접착면(163)에 은(Ag)를 이용하여 접착 패턴(171, 172)을 형성한 경우 마이크로 웨이브(5.8 ~ 7.0 GHz)를 조사하여 온도를 200 ~ 300℃로 가열한 다음 짧은 시간에 은(Ag)을 소결시켜 형성되도록 한다.
즉 접착부(170)를 금속재를 이용하여 구성함으로써, 자외선으로 인한 접착부(170)의 접착력 저하를 방지하고, 상기 접착력 저하로 인해 윈도우 렌즈(160)가 캐비티(150)로부터 탈락되는 것을 방지한다.
한편, 상기 캐비티(150)와 윈도우 렌즈(160) 사이에는 UV LED 칩(130)과 와이어(140) 등을 보호할 수 있도록 습기가 제거된 공기, 질소, 알곤, 헬륨 등의 불활성 기체(미도시)가 주입된다.
따라서 UV LED 칩(130)을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지(100)에 윈도우 렌즈(160)의 재질을 변경하여 제조과정에서의 파손을 방지하고, 접착부(170)의 접착력 저하로 인해 상기 윈도우 렌즈(160)의 탈락 문제를 해소하며, 에폭시 또는 실리콘 등의 접착제로 인한 접착부의 변색을 방지함으로써, LED 패키지(100)의 내구성과 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.
(제 2 실시예)
도 5는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 2 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(100')는 UV LED 칩(130)을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지(100)에 윈도우 렌즈(160)의 결합 구조를 개선하여 열특성과 양산성이 개선될 수 있도록 리드 프레임(120)을 형성한 기판(110)과, UV LED 칩(130)과, 와이어(140)와, 캐비티(150)와, 윈도우 렌즈(160)와, 접착부(170)를 포함하여 구성되고, 상기 캐비티(150)에 윈도우 렌즈(160)가 안착되도록 접착 홈부(152)가 추가 형성된다.
즉 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(100')는 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(100)와는 다르게 캐비티(150)의 상부에 형성되는 캐비티 접착면(151)에 윈도우 렌즈(160)가 안착되도록 접착 홈부(152)를 형성한다.
따라서 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(172)을 형성하며 도금 및 증착된 캐비티 접착면(151)과, 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(171)을 형성하며 도금 및 증착되는 렌즈 접착면(163)의 접착 패턴(171, 172)을 가열하여 융착되도록 함으로써, 윈도우 렌즈(160)가 캐비티(150)의 상부의 접착 홈부(152)에 의해 더욱 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
(제 3 실시예)
도 7은 본 발명에 따른 LED 패키지의 제 3 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7의 제 3 실시예에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 LED 패키지(100")는 UV LED 칩(130)을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지(100)에 윈도우 렌즈(160)의 결합 구조를 개선하여 열특성과 양산성이 개선될 수 있도록 리드 프레임(120)을 형성한 기판(110)과, UV LED 칩(130)과, 와이어(140)와, 캐비티(150')와, 윈도우 렌즈(160')와, 접착부(170)를 포함하여 구성된다.
제 3 실시예에 따른 LED 패키지(100")와 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(100)와의 차이점은 윈도우 렌즈(160')의 형상과 상기 윈도우 렌즈(160')가 설치되는 캐비티(150')의 접합 위치에서 차이점이 있어서, 이러한 차이점이 있는 구성요소에 대해서만 설명한다.
상기 캐비티(150')는 리드 프레임(120)의 상부에 설치되어 상기 UV LED 칩(130) 주위에 리플렉터를 형성하고, 상기 리플렉터의 상부 경사면에 윈도우 렌즈(160')가 접착하는 캐비티 접착면(151')이 형성되도록 한다.
상기 캐비티 접착면(151')에는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(172)을 형성하며 도금 및 증착된다.
상기 윈도우 렌즈(160')는 실리콘, 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 캐비티(150')의 리플렉터 경사면에 안착되어 고정될 수 있도록 상기 윈도우 렌즈(160')의 양단부에는 경사지게 렌즈 접착면(163')을 형성한다.
상기 경사지게 형성된 렌즈 접착면(163')에는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(171)을 형성하며 도금 및 증착된다.
한편, 상기 캐비티(150')와 윈도우 렌즈(160') 사이에는 UV LED 칩(130)과 와이어(140) 등을 보호할 수 있도록 습기가 제거된 공기, 질소, 알곤, 헬륨 등의 불활성 기체(미도시)가 주입된다.
따라서 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(172)을 형성하며 도금 및 증착된 캐비티 접착면(151')과, 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(171)을 형성하며 도금 및 증착되는 렌즈 접착면(163')의 접착 패턴(171, 172)을 가열하여 융착되도록 함으로써, 윈도우 렌즈(160')가 캐비티(150')의 상부에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
(제조 방법)
도 9는 본 발명에 따른 LED 패키지의 제조과정을 나타낸 흐름도이고, LED 패키지를 제조하기 위한 구성요소로서, 도 2 및 도 3의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(100)를 실시예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2, 도 3 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 패키지의 제조 방법은 실리콘, 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 재질을 이용하여 윈도우 렌즈(160)를 제조(S100)한다.
상기 S100단계에서 제조되는 윈도우 렌즈(160)는 UV LED 칩(130)에서 출력되는 자외선이 발산될 수 있도록 렌즈 몸체(161)의 상면에 2~10㎛ 크기의 반구형상으로 돌출된 복수의 마이크로 렌즈(162)를 형성(S200)하는 단계를 추가 수행할 수도 있다.
또한, 상기 S200단계는 평판형상의 윈도우 렌즈에 형성하는 마이크로 렌즈(162)를 대신하여 상기 렌즈 몸체(161)를 볼록 렌즈로 형성하거나 또는 렌즈 몸체(161)의 상면에 프레넬 렌즈를 형성할 수도 있으며, 상기 렌즈 몸체(161)의 상면을 임의의 곡면을 갖는 비구면 렌즈가 형성되도록 구성할 수도 있다.
상기 S100 또는 S200단계를 수행한 다음 기판(110)상에 리드 프레임(120)을 형성하고, 상기 리드 프레임(120) 상에 UV LED 칩(130)과, 와이어(140)가 실장되도록 하며, 상기 UV LED 칩(130) 주위에 리플렉터를 형성하는 캐비티(150)를 포함한 LED 패키지를 제조(S300)한다.
상기 S300단계를 수행한 다음 윈도우 렌즈(160)와 LED 패키지의 캐비티(150) 일부에 접착부(170)를 형성하기 위한 도금 및 증착을 수행(S400)한다.
즉 상기 S400단계에서는 윈도우 렌즈(160)의 렌즈 접착면(163)에 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(171)을 형성하도록 도금 및 증착되도록 하고, 접착부(170)의 캐비티 접착면(151)에 는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나의 재료가 임의의 접착 패턴(172)을 형성하도록 도금 및 증착되도록 한다.
상기 S400단계에서 캐비티 접착면(151)과, 렌즈 접착면(163)에 접착 패턴(171, 172)의 도금 및 증착이 완료되면, 접착부(170)를 가열하여 윈도우 렌즈(160)가 LED 패키지의 캐비티(150)에 융착(S500)되도록 한다.
상기 S500단계는 상기 S400단계에서 캐비티 접착면(151)과 렌즈 접착면(163)에 금(Au) 또는 금/주석(Au/Sn)합금을 이용한 접착 패턴(171, 172)이 형성된 경우 공융점 접합(Eutectic Bonding)을 통해 200 ~ 300℃ 온도로 가열시켜 융착이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 S500단계는 상기 S400단계에서 캐비티 접착면(151)과 렌즈 접착면(163)에 은(Ag)를 이용한 접착 패턴(171, 172)이 형성된 경우 마이크로 웨이브(5.8 ~ 7.0 GHz)를 조사하여 온도를 200 ~ 300℃로 가열한 다음 짧은 시간에 은(Ag)을 소결시켜 융착이 이루어지도록 한다.
따라서 윈도우 렌즈(160)가 금속재를 이용한 접착부(170)를 통해 고정됨으로써, 자외선으로 인한 접착부(170)의 접착력 저하를 방지하고, 접착부(170)의 접착력 저하로 인하여 윈도우 렌즈(160)가 캐비티(150)로부터 탈락되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 S500단계는 캐비티(150)와 윈도우 렌즈(160) 사이에 UV LED 칩(130)과 와이어(140) 등을 보호할 수 있도록 습기가 제거된 공기, 질소, 알곤, 헬륨 등의 불활성 기체(미도시)가 주입되는 단계를 추가 수행할 수도 있다.
따라서 UV LED 칩(130)을 실장한 SMD 타입의 LED 패키지(100)에 윈도우 렌즈(160)의 재질을 변경하여 제조과정에서의 파손을 방지하고, 접착부(170)의 접착력 저하로 인해 상기 윈도우 렌즈(160)의 탈락 문제를 해소하며, 에폭시 또는 실리콘 등의 접착제로 인한 접착부의 변색을 방지함으로써, LED 패키지(100)의 내구성과 신뢰도를 향상시킬 수 있는 LED 패키지를 제조할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100, 100', 100" : LED 패키지
110 : 기판
120, 121 : 리드 프레임
130 : UV LED 칩
140 : 와이어
150, 150' : 캐비티
151, 151' : 캐비티 접착면
152 : 접착홈부
160, 160', 160a, 160b, 160c : 윈도우 렌즈
161, 161' : 렌즈 몸체
162, 162' : 마이크로 렌즈
163, 163' : 렌즈 접착면
170 : 접착부
171 : 렌즈측 접착 패턴
172 : 캐비티측 접착 패턴
110 : 기판
120, 121 : 리드 프레임
130 : UV LED 칩
140 : 와이어
150, 150' : 캐비티
151, 151' : 캐비티 접착면
152 : 접착홈부
160, 160', 160a, 160b, 160c : 윈도우 렌즈
161, 161' : 렌즈 몸체
162, 162' : 마이크로 렌즈
163, 163' : 렌즈 접착면
170 : 접착부
171 : 렌즈측 접착 패턴
172 : 캐비티측 접착 패턴
Claims (9)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 리드 프레임(120)을 형성한 기판(110);
상기 기판(110)의 리드 프레임(120)의 상면에 실장한 UV LED 칩(130);
상기 리드 프레임(120)과 UV LED 칩(130)을 연결하는 와이어(140);
상기 리드 프레임(120)의 상부에 설치되어 상기 UV LED 칩(130) 주위에 리플렉터를 형성하고, 상기 리플렉터의 상부 경사면에 윈도우 렌즈(160')가 접착하는 캐비티 접착면(151')을 형성한 캐비티(150');
상기 캐비티(150')의 리플렉터 경사면에 안착되도록 양단부에 경사지게 렌즈 접착면(163')을 형성한 윈도우 렌즈(160'); 및
상기 캐비티(150)의 캐비티 접착면(151')과 윈도우 렌즈(160')의 렌즈 접착면(163') 사이에 설치되어 상기 윈도우 렌즈(160')가 캐비티(150')의 상부에 고정되도록 접착하는 접착부(170)를 포함하고,
상기 윈도우 렌즈(160')는 실리콘, 사파이어 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
- 제 5 항에 있어서,
상기 윈도우 렌즈(160')는 상면에 반구형상으로 돌출된 복수의 마이크로 렌즈(162')를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 접착부(170)는 금(Au), 금/주석(Au/Sn)합금 또는 은(Ag) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지. - 삭제
- 삭제
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| JP2007123437A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Toyoda Gosei Co Ltd | 蛍光体板及びこれを備えた発光装置 |
| JP2012038999A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Seiko Instruments Inc | 発光デバイス及びその製造方法 |
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2013
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