KR101471099B1 - Menufature method for light emitting diode phosphor using alumina - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미나를 이용한 LED 형광체 제조방법에 관한 것이다. 즉, LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색순도 저하 문제를 해결하기 위해 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(Chip)을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an LED phosphor using alumina. That is, the present invention relates to a method of manufacturing an LED chip in which a resin is replaced with alumina, which is ceramic, in order to solve problems of deterioration of resin and deterioration of color purity due to LED heat generation.
LED(LIGHT EMITTING DIODE)는 발광 다이오드로, Ga(갈륨), P(인), As(비소)를 재료로 하여 만들어진 반도체를 말한다.LED (LIGHT EMITTING DIODE) is a semiconductor made of Ga (gallium), P (phosphorus), and As (arsenic) as light emitting diodes.
LED는 다이오드의 특성을 가지고 있으며, 전류를 흐르게 하면 붉은색, 녹색, 노란색으로 빛을 발할 수 있다.LEDs have the characteristics of diodes, which can emit red, green, and yellow when current is applied.
일반적으로 발광다이오드는 전기적인 신호를 받아 광학적 신호로 변경해 주는 역할을 하는데, 이때 전기적 신호가 가해지면 발광다이오드 칩은 빛을 발산하며, 칩의 종류에 따라 청색(Blue), 적색(Red), 황색(Green)으로 발광한다.In general, a light emitting diode (LED) receives an electrical signal and converts it into an optical signal. When an electrical signal is applied, the LED chip emits light. Depending on the type of chip, blue, red, (Green).
종래에는 백색 발광을 위해, 청색칩(Blue Chip)에 형광체를 도포하는 방식으로 백색 발광다이오드를 구현했다. Conventionally, in order to emit white light, a white light emitting diode is implemented by applying a phosphor to a blue chip.
즉, 청색칩을 접착제를 이용하여 다이 패드(Pad)에 부착하고, 골드와이어를 이용하여 전극을 형성시켜주며, 청색칩의 상층부의 사출 반사판 내부에 형광체와 에폭시 또는 실리콘을 섞어 준 형광체를 채워 주는 방식으로 백색 발광다이오드 소자를 만들었다.That is, a blue chip is attached to a die pad using an adhesive, an electrode is formed using a gold wire, and an injection reflector in an upper layer of the blue chip is filled with a phosphor mixed with a phosphor and an epoxy or silicone A white light emitting diode device was produced.
다만, 종래기술은 발광다이오드의 양자 효율을 떨어드리고 순백색의 발광다이오드 구현하기가 어렵다. 또한, 발광다이오드 사출 반사판 안에 에폭시 수지부에 형광체를 도포하는 공정이 부가됨으로써 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다.However, it is difficult to reduce the quantum efficiency of the light emitting diode and realize a pure white light emitting diode. Further, a process of applying a phosphor to the epoxy resin portion in the light emitting diode emission reflector is added, which causes a problem that the manufacturing cost increases.
또한, 사출 반사판 안에 채워주는 양 및 시간, 점도의 변화에 민감하므로, 작업마다 다른 색의 발광다이오드가 만들어져 공정의 수율을 떨어뜨리기도 하는데, 이는 결국 발광다이오드 소자의 가격 및 두께를 상승시키는 문제점도 있었다.In addition, since it is sensitive to changes in the amount, time, and viscosity of the filler in the injection reflection plate, the yield of the process may be reduced due to the production of light emitting diodes of different colors for each operation. there was.
특히, LED 자체 발열로 인해 LED를 구성하는 수지의 열화가 발생되고, 이로 인해 색순도가 저하되는 문제점도 존재하므로, 이에 대한 해결방안이 요구되는 실정이다.Particularly, there is a problem that the resin constituting the LED is deteriorated due to the heat generated by the LED itself, which causes deterioration of the color purity. Therefore, a solution to this problem is required.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 알루미나를 이용한 LED 형광체의 제조방법을 사용자에게 제공하기 위한 것이다. 구체적으로 본 발명은 LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색순도 저하 문제를 해결하기 위해 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(CHIP)의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an LED phosphor using alumina. More specifically, the present invention provides a method for manufacturing an LED chip (CHIP) in which a resin is replaced with a ceramic alumina in order to solve a problem of deterioration of a resin and deterioration of color purity due to LED heat generation.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 LED 칩(LIGHT EMITTING DIODE CHIP)을 제조하는 방법에 있어서, 전극을 가진 인쇄 회로 기판(PCB, PRINTED CIRCUIT BOARD)의 상단에 기 설정된 파장의 광을 출력하는 발광 다이오드 칩을 구비하는 단계; 적어도 하나의 본드 와이어를 이용하여 상기 인쇄 회로 기판의 전극을 상기 발광 다이오드 칩에 형성하는 단계; 상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 소정 영역에 집중시켜 출력하기 위한 반사판으로 상기 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 단계; 및 몰딩 성형부를 이용하여 상기 반사판의 내부에서 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 단계;를 포함하되, 상기 상기 몰딩 성형부는, 상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 이용하여 형광을 발하는 형광체; 및 상기 발광 다이오드 칩을 상기 형광체와 함께 패키징(packaging)하는 알루미나;를 포함하고, 상기 알루미나를 제조하는 방법은, 산화 알루미늄과 유기 결합재(organic binder)를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계; 상기 혼합물을 가열하는 단계; 상기 가열에 의해 유동성(liquidness fluidity)이 부여된 혼합물에 압력을 가하는 단계; 상기 압력을 이용하여 혼합물을 몰드 캐비티에 채우는 단계; 상기 혼합물이 채워진 몰드 캐비티를 냉각하여 고화시키는 단계; 압력을 이용하여 사출 실린더를 통해 상기 고화된 혼합물을 사출하는 단계; 상기 사출된 혼합물을 가열하여 상기 유기 결합재를 제거하는 단계; 및 상기 유기 결합재가 제거된 혼합물을 소결(sintering)하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing an LED chip (LIGHT EMITTING DIODE CHIP) according to an embodiment of the present invention for realizing the above-mentioned problems, is a method of manufacturing a light emitting diode chip having a predetermined wavelength at the top of a printed circuit board A light emitting diode chip for outputting light; Forming an electrode of the printed circuit board on the light emitting diode chip using at least one bond wire; Surrounding the light emitting diode chip with a reflector for concentrating light output from the light emitting diode chip in a predetermined region and outputting the light; And encapsulating the light emitting diode chip inside the reflection plate using a molding part, wherein the molding forming part comprises: a phosphor emitting fluorescence using light output from the light emitting diode chip; And alumina for packaging the light emitting diode chip with the phosphor, wherein the method for producing alumina comprises the steps of: mixing aluminum oxide with an organic binder to form a mixture; Heating the mixture; Applying pressure to the mixture to which liquidness is imparted by the heating; Filling the mixture into the mold cavity using the pressure; Cooling and solidifying the mold cavity filled with the mixture; Injecting the solidified mixture through an injection cylinder using pressure; Heating the injected mixture to remove the organic binder; And sintering the mixture from which the organic binder has been removed.
또한, 상기 소결(sintering)하는 단계는, 상기 유기 결합재가 제거된 혼합물이 융해(melting)되지 않고 구워지는 방식으로 소결(sintering) 될 수 있는 기 설정된 온도 범위 내에서 수행될 수 있다.In addition, the sintering may be performed within a predetermined temperature range in which the organic binder-removed mixture can be sintered in such a manner that it is baked without being melted.
또한, 알루미나는 다결정 알루미나 일 수 있다.Further, the alumina may be polycrystalline alumina.
또한, 상기 발광 다이오드 칩은 455nm 내지 465nm의 청색광을 출력하는 칩이고, 상기 형광체는 550nm의 황색광을 발하는 형광체일 수 있다.The light emitting diode chip may be a chip emitting blue light of 455 nm to 465 nm, and the phosphor may be a phosphor emitting yellow light of 550 nm.
또한, 상기 LED 칩은 상기 발광 다이오드 칩과 형광체를 이용하여 백색광을 최종적으로 출력할 수 있다.In addition, the LED chip can finally output white light using the light emitting diode chip and the fluorescent material.
또한, 상기 알루미나는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 열에 의해 열화(degradation) 되지 않고, 상기 최종적으로 출력된 백생광의 색 순도는 일정하게 유지될 수 있다.In addition, the alumina is not degraded by heat generated in the LED chip, and the color purity of the finally output white light can be kept constant.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 LED 칩(LIGHT EMITTING DIODE CHIP)을 제조하는 방법에 있어서, 전극을 가진 인쇄 회로 기판(PCB, PRINTED CIRCUIT BOARD)의 상단에 기 설정된 파장의 광을 출력하는 발광 다이오드 칩을 구비하는 단계; 적어도 하나의 본드 와이어를 이용하여 상기 인쇄 회로 기판의 전극을 상기 발광 다이오드 칩에 형성하는 단계; 상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 소정 영역에 집중시켜 출력하기 위한 반사판으로 상기 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 단계; 및 몰딩 성형부를 이용하여 상기 반사판의 내부에서 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 단계;를 포함하되, 상기 상기 몰딩 성형부는, 상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 이용하여 형광을 발하는 형광체; 및 상기 발광 다이오드 칩을 상기 형광체와 함께 패키징(packaging)하는 알루미나;를 포함하고, 상기 알루미나를 제조하는 방법은, 산화 알루미늄에 압력을 가하는 단계; 상기 압력을 이용하여 산화 알루미늄을 몰드 캐비티에 채우는 단계; 상기 압력을 이용하여 상기 몰드 캐비티의 사출 실린더를 통해 상기 산화 알루미늄을 사출하는 단계; 및 상기 사출된 산화 알루미늄을 소결(sintering)하는 단계;를 포함할 수 있다.In the meantime, in the method of manufacturing the LED chip (LIGHT EMITTING DIODE CHIP) related to an example of the present invention for realizing the above-mentioned problems, a method of manufacturing a LED chip having a predetermined wavelength A light emitting diode chip for outputting light; Forming an electrode of the printed circuit board on the light emitting diode chip using at least one bond wire; Surrounding the light emitting diode chip with a reflector for concentrating light output from the light emitting diode chip in a predetermined region and outputting the light; And encapsulating the light emitting diode chip inside the reflection plate using a molding part, wherein the molding forming part comprises: a phosphor emitting fluorescence using light output from the light emitting diode chip; And alumina packaging the light emitting diode chip with the phosphor, the method comprising: applying pressure to the aluminum oxide; Filling the mold cavity with aluminum oxide using the pressure; Injecting the aluminum oxide through the injection cylinder of the mold cavity using the pressure; And sintering the injected aluminum oxide.
또한, 상기 소결(sintering)하는 단계는, 상기 사출된 산화 알루미늄이 융해(melting)되지 않고 구워지는 방식으로 소결(sintering) 될 수 있는 기 설정된 온도 범위 내에서 수행될 수 있다.In addition, the sintering step may be performed within a predetermined temperature range in which the injected aluminum oxide can be sintered in such a manner that it is baked without being melted.
또한, 알루미나는 다결정 알루미나 일 수 있다.Further, the alumina may be polycrystalline alumina.
또한, 상기 발광 다이오드 칩은 455nm 내지 465nm의 청색광을 출력하는 칩이고, 상기 형광체는 550nm의 황색광을 발하는 형광체일 수 있다.The light emitting diode chip may be a chip emitting blue light of 455 nm to 465 nm, and the phosphor may be a phosphor emitting yellow light of 550 nm.
또한, 상기 LED 칩은 상기 발광 다이오드 칩과 형광체를 이용하여 백색광을 최종적으로 출력할 수 있다.In addition, the LED chip can finally output white light using the light emitting diode chip and the fluorescent material.
또한, 상기 알루미나는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 열에 의해 열화(degradation) 되지 않고, 상기 최종적으로 출력된 백생광의 색 순도는 일정하게 유지될 수 있다.In addition, the alumina is not degraded by heat generated in the LED chip, and the color purity of the finally output white light can be kept constant.
본 발명은 알루미나를 이용한 LED 형광체의 제조방법을 사용자에게 제공할 수 있는데, 본 발명이 제안하는 LED 칩(CHIP)은 수지를 세라믹인 알루미나로 대체 이용함으로써, LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색순도 저하 문제를 해결할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a method of manufacturing an LED phosphor using alumina. The LED chip (CHIP) proposed by the present invention replaces the resin with alumina, which is a ceramic, so that deterioration of the resin and deterioration of color purity I can solve the problem.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명과 관련하여, InGaN/Al2O3 구조의 블루다이오드 칩과 형광체를 이용한 백색 발광다이오드 소자의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 도시한 발광다이오드 소자의 더 구체적인 형태를 도시한 것이다.
도 3의 (a) 내지 (d)는 LED 사용 시간에 따른 형광체 패키징 수지의 열화 및 색순도가 전하되는 모습을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 제안하는 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(CHIP)의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 분말사출성형 공정도의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 6은 도 5에서 설명한 분말사출성형 공정을 더 구체화한 공정도의 일례를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 공정에 적용되는 바인더의 요구 조건의 구체적인 내용을 정리한 표를 도시한 것이다.
도 8은 성형제 두께별 형광 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.
도 9는 성형 방법에 의한 형광 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.
도 10a 및 도10b는 형광체 함량 변화에 따른 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.
도 11a 및 도11b는 상용화 된 제품과 본 발명이 적용된 제품의 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.
도 12는 적분구와 관련하여 상용화 된 제품과 본 발명이 적용된 제품의 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate a preferred embodiment of the invention and, together with the description, serve to provide a further understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a cross-sectional view of a white light emitting diode device using a blue diode chip and a phosphor of InGaN / Al 2
FIG. 2 shows a more specific form of the light emitting diode element shown in FIG.
3 (a) to 3 (d) illustrate the degradation and color purity of the phosphor packaging resin according to the LED usage time.
Fig. 4 shows a specific example of an LED chip (CHIP) in which the resin proposed by the present invention is replaced with alumina, which is ceramic.
Fig. 5 shows a specific example of the powder injection molding process applied to the present invention.
Fig. 6 shows an example of a process drawing which further embodies the powder injection molding process described in Fig.
FIG. 7 shows a table summarizing the concrete contents of the requirements of the binder applied to the process of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a comparison of fluorescence properties according to molding material thicknesses.
Fig. 9 shows a graph comparing fluorescence characteristics by a molding method.
FIGS. 10A and 10B show graphs comparing characteristics according to changes in phosphor content. FIG.
FIGS. 11A and 11B show graphs comparing characteristics of a commercialized product and a product to which the present invention is applied.
FIG. 12 is a graph showing a comparison between characteristics of a commercialized product and a product to which the present invention is applied, in relation to an integrating sphere.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and the entire configuration described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.
현재, 청색칩(Blue Chip)에 형광체를 도포하는 방식으로 백색 발광다이오드를 구현하고 있는데, 청색칩을 접착제을 이용하여 다이 패드(Pad)에 부착하고, 골드와이어를 이용하여 전극을 형성시켜주며, 청색칩의 상층부의 사출 반사판 내부에 형광체와 에폭시 또는 실리콘을 섞어 준 형광체를 채워 주는 방식으로 백색 발광다이오드 소자를 만들고 있다.Currently, a white light emitting diode is implemented by applying a phosphor to a blue chip. A blue chip is attached to a die pad using an adhesive, an electrode is formed using a gold wire, A white light emitting diode (LED) device is fabricated by filling phosphors mixed with phosphors and epoxy or silicon inside an injection reflector at the upper part of the chip.
그러나 이러한 종래기술은 발광다이오드의 양자 효율을 떨어드리고 순백색의 발광다이오드 구현하기가 어렵고, 발광다이오드 사출 반사판 안에 에폭시 수지부에 형광체를 도포하는 공정이 부가됨으로써 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다.However, it is difficult to realize a pure white light emitting diode by reducing the quantum efficiency of the light emitting diode, and the process of applying the phosphor to the epoxy resin part in the light emitting diode emitting reflection plate is added, thereby increasing the manufacturing cost.
또한, 사출 반사판 안에 채워주는 양 및 시간, 점도의 변화에 민감하므로, 작업마다 다른 색의 발광다이오드가 만들어져 공정의 수율을 떨어뜨리기도 하는데, 이는 결국 발광다이오드 소자의 가격 및 두께를 상승시키는 문제점도 있었다.In addition, since it is sensitive to changes in the amount, time, and viscosity of the filler in the injection reflection plate, the yield of the process may be reduced due to the production of light emitting diodes of different colors for each operation. there was.
특히, LED 자체 발열로 인해 LED를 구성하는 수지의 열화가 발생되고, 이로 인해 색순도가 저하되는 문제점도 존재한다.Particularly, there is a problem that deterioration of the resin constituting the LED occurs due to the heat generated by the LED itself, thereby deteriorating the color purity.
따라서 본 발명에서는 LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색 순도 저하 문제를 해결하기 위해 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(CHIP)을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides an LED chip (CHIP) in which the resin is replaced with ceramic, alumina, in order to solve the problem of deterioration of the resin and deterioration of the color purity due to the LED heat generation.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 백색 발광다이오드 소자에 대해 구체적으로 설명한다.Before a specific description of the present invention, the white light emitting diode device will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1은 본 발명과 관련하여, InGaN/Al2O3 구조의 블루다이오드 칩과 형광체를 이용한 백색 발광다이오드 소자의 단면도를 도시한 것이다.1 is a cross-sectional view of a white light emitting diode device using a blue diode chip and a phosphor of InGaN / Al 2
도 1은 청색 발광다이오드의 칩에 형광체 층을 만들어 주어 고휘도를 실현한 백색 발광다이오드 칩(Chip)을 도시한 것으로, 청색 발광다이오드 칩에서 Al2O3의 서브스트레이트(Substrate)층 하단부에 형광체층과 Al반사층을 만들어 주어 백색광을 얻는 청색칩과 형광체를 이용한 백색 발광다이오드 칩을 개시하고 있다.FIG. 1 shows a white light emitting diode chip in which a phosphor layer is formed on a chip of a blue light emitting diode to realize high luminance. In a blue light emitting diode chip, a phosphor layer and an Al reflection layer are formed on the lower end of a substrate layer of Al 2
도 1을 참조하면, InGaN/Al2O3 구조의 블루 발광 다이오드 칩(1), 청색(Blue)발광다이오드칩의 양극전극(111), 청색 발광다이오드칩의 음극전극(112), p형 클레드층(113), 청색 발광다이오드 칩의 활성층(Active Layer)(114), 청색 발광다이오드 칩의 완충제층(Buffer Layer)(115), 청색 발광다이오드 칩의 서브스트레이트(Substrate) (116), 청색 발광다이오드 칩의 형광체 층(117), 청색 발광다이오드의 Al 반사층(118), n형 클레드층(119), 접착제(211), 발광다이오드 소자의 리드(3), 발광다이오드 소자의 음극 칩 패드(Pad) (31), 발광다이오드 소자의 리드(4), 발광다이오드 소자의 음극 칩 패드(Pad) (41), 골드 와이어(5), 사출 반사판(61), 형광체 에폭시/실리콘 수지(8), 발광 광자(10) 등이 개시되어 있다.1, a blue light emitting
단, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 휴대 단말기가 구현될 수도 있다.However, the components shown in Fig. 1 are not essential, and a portable terminal having components having more components or fewer components may be implemented.
또한, 도 2는 도 1에서 도시한 발광다이오드 소자의 더 구체적인 형태를 도시한 것이다.2 shows a more specific form of the light emitting diode element shown in Fig.
도 2를 참조하면, PCB 상단에 몰드 화합물을 올리고, 도 1에서 설명한 LED를 포함하는 LED 칩이 도시되어 있다.Referring to FIG. 2, there is shown an LED chip including the LED described in FIG. 1, with a mold compound on the top of the PCB.
도 2의 LED 칩에서는 청색(455-465nm) LED 칩과 황색(550nm) 형광체를 이용하여 백색 발광하는 칩의 형태가 도시되어 있다.In the LED chip of FIG. 2, the shape of a chip emitting white light is shown using a blue (455-465 nm) LED chip and a yellow (550 nm) phosphor.
여기서 PCB는 회로 설계를 근거로 회로부품을 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현, 이에 합당한 방법을 통하여 절연물 상에 전기도체를 재현하는 것을 말한다.Here PCB refers to the electrical wiring connecting the circuit components based on the circuit design as a wiring diagram, and the electric conductor on the insulating material is reproduced in a proper way.
또한, 몰드 화합물 주변은 LED 프레임이 감싸는 형태를 가진다.Also, the periphery of the mold compound has a form that the LED frame surrounds.
특히, 형광체 에폭시/실리콘 수지(8)는 형광체(81)와 패키징 투명 수지(82)를 포함할 수 있다.In particular, the phosphor / epoxy resin /
여기서 형광체(81)는 빛, 방사선 등의 조사로 형광을 발하는 물질을 말한다. Here, the
기체와 액체에서는 그것을 구성하는 원자·분자가 전자 여기 상태로 여기되어 형광을 발하는데, 고체에서는 결정, 비결정(유리, 플라스틱 등)의 차이와 순수 물질 또는 형광체를 고체 중에 불순물 혹은 결정 결함으로써 분산시키는 등 여러 형태가 있다.In gases and liquids, atoms and molecules that constitute them are excited to emit electrons and emit fluorescence. In solids, the difference between crystals and amorphous (glass, plastic, etc.) and pure substances or phosphors are dispersed in solid as impurities or crystal defects And so on.
형광체(81) 관련 가시광에서 발광하는 것으로는 석유, 플루오레세인, 에오신, 에스크린 등의 수용액과 카나리 유리(산화 우라늄을 함유한 유리), 시안화 백금 등의 고체, 알칼리 토금속의 황화물과 같은 결정 형광체가 있다. Examples of the light emitted by visible light related to the
그 밖에 자외선, X선, 음극선, 적외선, 방사선 전기량 등에 의하여 발광하는 많은 형광체가 있다. In addition, there are many phosphors which emit light by ultraviolet ray, X-ray, cathode ray, infrared ray,
형광체는 적색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Y2O2S:Eu, 녹색 여기 발광 특성을 가지는 형광 안료 ZnS:Cu,Au,Al 및 청색 여기 발광 특성을 가지는 형광 안료 (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2:Eu, 황색 여기 발광 특성을 가지는 YAG, YAG:Ce를 포함할 수 있다.The phosphor is a fluorescent pigment Y2O2S: Eu having a red excitation light emitting property, a fluorescent pigment ZnS: Cu, Au, Al having a green excitation light emitting property, and a fluorescent pigment (Sr, Ca, Ba, Mg) ) 6Cl2: Eu, YAG having yellow excitation luminescence characteristics, and YAG: Ce.
또한, 패키징 투명 수지(82)는 합성수지의 하나로서 접착제, 도료의 원료로써 또는 강화 플라스틱의 복합 재료로서 사용. 처음에는 액상이고 경화제를 가하면 상온, 상압에서도 중합체로 되어 갈색을 띤 투명 수지로 경화되는 성질을 갖는다.Further, the packaging
주형수지로 하여 전자 기기의 봉입에 쓰거나 절연 바니스로 하여 적층판을 만드는 함침재로 쓰일 수 있고, 그 밖에 접착제로서도 우수한 성질을 가지고 있다. It can be used as a mold resin for encapsulating electronic devices or as an impregnation material for making a laminated board as an insulating baris, and also has excellent properties as an adhesive.
그러나 패키징 투명 수지(82)는 LED 발열로 인해 열화되는 문제점이 존재하고, 더 나아가 색순도가 저하되는 문제점을 유발시킬 수 있다.However, there is a problem that the packaging
도 3의 (a) 내지 (d)는 LED 사용 시간에 따른 형광체 패키징 수지의 열화 및 색순도가 저하되는 모습을 도시한 것이다.FIGS. 3 (a) to 3 (d) illustrate degradation of the phosphor packaging resin and deterioration of color purity according to the LED usage time.
도 3의 (a)는 최초 발광하는 LED 칩의 형태를 도시한 것이고, (b)는 발광 이후 200 시간이 지난 LED 칩의 형태를 도시한 것이며, (c)는 발광 이후 400 시간이 지난 LED 칩의 형태를 도시한 것이고, (d)는 발광 이후 600 시간이 지난 LED 칩의 형태를 도시한 것이다.FIG. 3 (a) shows the shape of the LED chip which first emits light, FIG. 3 (b) shows the shape of the LED chip after 200 hours after the light emission, (D) shows the shape of the LED chip after 600 hours of light emission.
도 3의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 패키징 투명 수지(82)가 LED 발열로 인해 열화되고, 열화된 패키징 투명 수지(82)로 인해 시간에 따라 LED 칩의 색순도가 저하된다는 사실을 알 수 있다.3 (a) to 3 (d), the fact that the packaging
따라서 본 발명에서는 LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색순도 저하 문제를 해결하기 위해 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(CHIP)을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention proposes an LED chip (CHIP) in which a resin is replaced with ceramic, alumina, in order to solve the problem of degradation of resin and deterioration of color purity due to LED heat generation.
본 발명에 적용되는 알루미나(alumina, aluminum oxide)는 파인 세라믹. 구조용, 전자 부재용 또는 바이오 세라믹으로서 응용 범위가 매우 넓다.The alumina (aluminum oxide) applied to the present invention is fine ceramics. It has a wide range of application as structural, electronic member or bioceramic.
즉, 원료 전처리, 소결기술의 발달로 얻게 된 고순도 치밀질 알루미나 세라믹은 종래의 알루미나에 비해 내열성, 경도, 강도, 열전도율, 내식성 등이 특별히 뛰어나, 이른바 '파인 세라믹'으로서의 알루미나가 탄생되었다.That is, the high purity alumina ceramics obtained by the development of raw material pretreatment and sintering techniques are superior to conventional alumina in heat resistance, hardness, strength, thermal conductivity and corrosion resistance, so that alumina as a so-called 'fine ceramic' has been born.
알루미나는 경도, 강도, 화학적인 안정성이 뛰어나고, 전기 절연성, 열전도율도 비교적 커서 범용성이 높은 재료이다. Alumina is excellent in hardness, strength and chemical stability, and has a high electrical conductivity and a high thermal conductivity.
또한, 현재의 기술 수준으로 엷은 테이프 상태의 것에서부터 큰 형태의 것까지 비교적 무리 없이 제조가 가능하며, 이런 뜻에서 범용성도 있다. In addition, it is possible to manufacture relatively lightly from the thin tape state to the large shape at the current technology level, and also has versatility in this sense.
알루미나의 강도는 산화물 세라믹 중에서는 비교적 큰 부류에 속하지만(상온 굽힘강도 30~50㎏/㎣), 1000℃를 넘는 영역에서는 급격히 저하된다. The strength of alumina is relatively large in the oxide ceramics (room temperature bending strength 30 to 50 kg / 하지만) but falls sharply in the region exceeding 1000 캜.
알루미나의 열팽창률은 8×10-6/℃로, 세라믹 중에서는 비교적 크지만, 내열 충격에 비교적 약한 것이 구조재용으로서의 용도를 제한받는 하나의 원인이다. The thermal expansion coefficient of alumina is 8 × 10 -6 / ° C., which is relatively large in ceramics, but relatively low in thermal shock resistance is one of the reasons for its limited use as a structural material.
알루미나는 다결정 소결체외에 단결정도 쉽사리 만들 수 있으며(공업용 사파이어, 루비), 특수 용도에 이용되고 있다.In addition to polycrystalline sintered bodies, alumina can easily be made of single crystals (industrial sapphire, ruby) and is used in special applications.
특히, 본 발명에 적용되는 알루미나는 다결정 소결체로 적용되는 것이 더 바람직하다.Particularly, it is more preferable that the alumina applied to the present invention is applied to a polycrystalline sintered body.
알루미나의 우수한 특성은 내열성, 강도, 경도, 절연내력 (절연파괴를 일으키지 않고 사용할 수 있는 최고의 전압)이 가장 크고 또 열전도성도 상당히 크기 때문에 세라믹 절연재료의 주류를 점하고 있다.The superior properties of alumina are dominating the mainstream of ceramic insulating materials because they have the greatest thermal resistance, strength, hardness, and dielectric strength (the highest voltage that can be used without causing dielectric breakdown) and also have a very high thermal conductivity.
알루미나(Al2O3)는 분자량이 101.96이고, 비중이 3.965이며, 용융점이 2072℃인 백색의 분말로서 육방정 (a=4.758, c=12.991Å)의 결정구조를 가지고, 알루미나의 함유량이 증가함에 따라 각종 성능도 향상된다. Alumina (Al2O3) is a white powder having a molecular weight of 101.96, a specific gravity of 3.965 and a melting point of 2072 DEG C. It has a hexagonal crystal structure (a = 4.758, c = 12.991A) Performance is also improved.
부성분으로서는 CaO, MgO, SiO2 등이 사용되는데 이들은 알루미나 세라믹스의 소결을 촉진하고, 보다 저온에서의 소결을 가능하게 한다. 그러나 Na2O, K2O등의 알카리 성분은 전기 절연성능을 저하시킨다. CaO, MgO, SiO2 and the like are used as subcomponents, which promote sintering of alumina ceramics and enable sintering at a lower temperature. However, alkaline components such as Na2O and K2O degrade electrical insulation performance.
대부분의 알루미나는 복사이트(bauxite) 광물을 원료로 하여 Bayer 공정을 통하여 제조 어지며, 높은 내열성과 내화학성, 내식성, 고강도 등에 기인하여 내마모재(CERAMIC LINING), 스파크 플러그, 절연애자, 연마재, 내화물, 세라믹 타일, 유리, 절삭공구, 생체재료, 촉매담체, 필터, 열교환기 부품, 수지의 필터(resin filler), 섬유 등 광범위하게 사용되고 있다. Almost all alumina is manufactured by Bayer process with bauxite mineral as raw material and it is produced by CERAMIC LINING, spark plug, insulator, abrasive material, etc. due to high heat resistance, chemical resistance, corrosion resistance, They are widely used in refractories, ceramic tiles, glass, cutting tools, biomaterials, catalyst carriers, filters, heat exchanger parts, resin fillers, and fibers.
파인세라믹스용으로 널리 사용되는 고순도 알루미나는 일반적으로 99.5% 이상의 순도를 가지며, 평균 입자크기가 1㎛ 이하인 미세한 분말로서, 소결이 비교적 잘되는 분말이다. High purity alumina widely used for fine ceramics generally has a purity of 99.5% or more and is a fine powder having an average particle size of 1 탆 or less, which is relatively well sintered.
알루미나는 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내식성 등이 우수하기 때문에 세라믹스, 전기, 전자, 광학, 기계, 화학 등 여러 분야에서 첨단소재로 널리 사용되고 있다. 특히 첨단 산업의 발전에 따라 그 수요가 증가하고 있는 재료이다. Alumina is widely used as a high-tech material in various fields such as ceramics, electricity, electronics, optics, machinery and chemistry because it has excellent mechanical strength, heat resistance, abrasion resistance and corrosion resistance. In particular, the demand for these materials is increasing due to the development of advanced industries.
도 4는 본 발명이 제안하는 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(CHIP)의 구체적인 일례를 도시한 것이다.Fig. 4 shows a specific example of an LED chip (CHIP) in which the resin proposed by the present invention is replaced with alumina, which is ceramic.
알루미나는 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내식성 등이 우수하고, 열에 매우 강한 성질을 가지고 있으므로, 도 4와 같이, 수지를 세라믹인 알루미나로 대체하는 경우, 기존의 LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색순도 저하 문제를 효율적으로 해결할 수 있다.Alumina is excellent in mechanical strength, heat resistance, abrasion resistance, corrosion resistance, and has a very strong property against heat. Therefore, when the resin is replaced with ceramic alumina as shown in Fig. 4, deterioration of the resin and deterioration of color purity Problems can be solved efficiently.
여기서 세라믹인 알루미나는 형광체인 Y2O2S:Eu, ZnS:Cu,Au,Al 및 (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2:Eu, (YAG, Y3Al5O12), {YAG;CE, (Y3Al5O12:Ce)}와 기 설정된 비율에 따라 혼합 사용되어, 발광 다이오드 칩이 탑재된 인쇄 회로 기판을 몰딩할 수 있다.The ceramic of alumina is the phosphor of Y2O2S: Eu, ZnS: Cu, Au, Al and (Sr, Ca, Ba, Mg ) 10 (PO4) 6Cl2: Eu, (YAG,
이하에서는, 도 4에서 제시된 본 발명에 따른 수지를 세라믹인 알루미나로 대체한 LED 칩(CHIP)을 제조하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an LED chip (CHIP) in which the resin according to the present invention shown in FIG. 4 is replaced with a ceramic alumina will be described in detail.
즉, 본 발명에 따른 알루미나를 적용한 LED 칩(CHIP)은 분말사출성형(Powder Injection Molding) 방식에 따라 제조될 수 있다.That is, the LED chip (CHIP) to which alumina is applied according to the present invention can be manufactured according to Powder Injection Molding method.
분말사출성형(Powder Injection Molding)이란 금속 혹은 세라믹스 분말과 유기재료로 만들어진 결합제(Binder)를 혼합한 후 사출 성형법을 이용하여 성형을 하고 결합제를 제거, 최종적인 소결을 거쳐 금속 제품이나 세라믹스 제품을 제조하는 최신 분말 성형 기술을 말한다. Powder Injection Molding is a process of mixing metal or ceramics powder with a binder made of an organic material, molding it by injection molding, removing the binder and finally producing a metal product or a ceramic product through sintering The latest powder molding technology.
이는 난가공성 소재의 대량 생산 기술로 복잡한 3차원 성형 부품의 양산이 가능한 방법으로 분말야금기술과 정밀한 플라스틱 부품의 대량 생산 기술인 사출성형 기술이 접목된 신 공정이다. This is a new process that combines powder metallurgy technology and injection molding technology, which is a mass production technology of precision plastic parts, as a mass production technology of processable materials and mass production of complex three-dimensional molded parts.
이러한 분말사출성형법은 사용 재료에 따라 금속분말 사출성형(MIM, Metal Injection Molding), 세라믹 분말사출성형(CIM, Ceramic Injection Molding) 등으로 분류될 수 있다.Such a powder injection molding method can be classified into Metal Powder Injection Molding (MIM), Ceramic Injection Molding (CIM), and the like depending on the materials used.
기존의 분말 야금법에 의한 제품은 성형시 압력이 제품 내부까지 고르게 전달되지 않아 표면과 내부의 충진 밀도 산포가 커져 최종 소결 밀도가 낮으며 이에 기계적 성질의 저하를 유발하는 단점이 있었다. The conventional powder metallurgy method has a disadvantage in that the pressure is not uniformly transferred to the inside of the product during molding and the packing density density of the surface and inside increases, resulting in low final sintered density and deterioration of mechanical properties.
이러한 이유로 제품의 형상에 제한을 받게 되어 동일 단면 형상을 가진 제품에 한정적으로 응용되었다. For this reason, the shape of the product is limited, and the product has been limitedly applied to products having the same cross-sectional shape.
그러나 분말사출성형법은 성형시 자유로운 3차원 형상을 만들어 낼 수 있으며, 이론 밀도에 이르는 높은 최종 소결 밀도로 기계적 성질이 우수하고 사출법에 의해 생산성이 높은 특징이 있다. However, the powder injection molding method is capable of forming a three-dimensional shape freely in molding, and has a high final sintered density reaching the theoretical density, which is excellent in mechanical properties and high in productivity by the injection method.
다음은 분말사출성형법의 장점을 간략히 정리한 것이다.The following briefly summarizes the advantages of the powder injection molding process.
(1) 3차원의 복잡한 형상품의 양산이 가능하다.(1) It is possible to mass-produce three-dimensional complex products.
(2) 충진 밀도나 잔류응력이 비교적 균일하며 변형이 적다.(2) The filling density and the residual stress are relatively uniform and less deformed.
(3) 난가공재의 대량 생산이 가능하다.(3) It is possible to mass-produce raw materials.
한편, 분말사출성형은 최초에 세라믹스 분말 성형에 적용되면서 기술의 발전이 시작되었다. On the other hand, powder injection molding was first applied to ceramics powder molding, and the development of technology began.
1920년대에 자동차 스파크 플러그 제조에 응용되었으나, 당시에는 매우 초보적인 기술이었다. It was applied in the manufacture of automobile spark plugs in the 1920s, but at the time it was a very rudimentary technology.
1950년대에 들어서서 초경 재료와 세라믹스 재료에 대하여 적용될 정도로 확대되었으나 그 기술의 발전은 미미하였다. 1980년대에 들어서서 본격적인 연구와 개발이 시작됐으나, 현재도 기술의 발달 단계로 보아 성숙 단계가 아닌 성장 단계에 있다고 보여진다. In the 1950s, it was expanded to include ceramics and ceramics, but the development of the technology was insignificant. In the 1980s, full-fledged research and development began, but it is still at the stage of development, not mature, at the stage of technology development.
그러나, 분말사출성형 기술이 가진 잠재력이 매우 커서 앞으로도 계속 시장의 확대가 이루어 질 것으로 판단된다. 현재의 기술로서 제공되는 치수 정밀도는 ± 0.3 % 정도가 일반적이며, 최근 들어 이보다 높은 치수 정밀도를 제공하는 기술을 가진 회사도 상당수 늘어가고 있다.However, the potential of powder injection molding technology is so great that the market will continue to expand in the future. As the present technology, the dimensional accuracy is generally about ± 0.3%, and in recent years, a large number of companies have developed technology that provides higher dimensional accuracy.
도 5는 본 발명에 적용되는 분말사출성형 공정도의 구체적인 일례를 도시한 것이다.Fig. 5 shows a specific example of the powder injection molding process applied to the present invention.
제 1 단계로 공급 원료 준비(Feedstocks preparation)단계가 진행된다.The first step is the feedstock preparation step.
제 1 단계에서는 파인 분말(fine powder)과 유기결합재(organic binder)를 믹싱하는 작업이 진행된다.In the first step, a fine powder and an organic binder are mixed.
제 1 단계에서 적용될 수 있는 공급 원료의 구체적인 일례로는 Ceramic & Metal powder, p-Wax & LDPE, EVA 등을 들 수 있다.Specific examples of the feedstock that can be applied in the first step include Ceramic & Metal powder, p-Wax & LDPE, EVA and the like.
다음으로, 제 2 단계에서는 “최종” 형태로 인젝션 몰딩(Injection molding)하는 단계가 진행된다.Next, in the second step, injection molding is performed in a " final " form.
즉, 몰딩(성형)하는 구체적인 조건을 설정하는 단계로서, 위치(position), 압력(pressure), 속도(speed), 온도(temp) 등의 조건이 설정될 수 있다.That is, conditions such as position, pressure, speed, temp, and the like can be set as the step of setting concrete conditions for molding (molding).
또한, 제 3 단계로 바인더를 제어하는 탈지(Debinding) 단계가 진행된다.In a third step, a debinding step for controlling the binder is performed.
용매 추출(solvent extraction) 및 열을 이용한 예비소결(THERMAL PRESINTERING) 동작이 제 3 단계에서 수행된다.Solvent extraction and thermal pre-sintering (THERMAL PRESINTERING) operations are performed in the third step.
또한, 제 4 단계로 최종 밀도로 소결(sintering)하는 단계가 진행된다.In the fourth step, a step of sintering at a final density is performed.
한편, 도 6은 도 5에서 설명한 분말사출성형 공정을 더 구체화한 공정도의 일례를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 6 shows an example of a process drawing which further embodies the powder injection molding process described in FIG.
도 6을 참조하면, 분말사출성형은 고분자 사출성형 방법으로부터 발전된 방법이나, 고분자 사출성형에서는 사출성형체 자체가 최종 제품이지만 분말사출성형에서는 분말/고분자 혼합물의 사출성형체를 탈지하여 고분자 결합제를 제거한 분말만의 탈지체를 소결하여야 최종제품을 얻게 된다. Referring to FIG. 6, powder injection molding is a method developed from a polymer injection molding method. However, in the case of polymer injection molding, the injection molded article itself is the final product. However, in the powder injection molding method, only the powder obtained by removing the polymer binder by degreasing the injection molded article of the powder / polymer mixture The final product is obtained.
도 6에서는 도 5에서 설명한 제 1 단계, 제 2 단계, 제 3 단계 및 제 4 단계가 더 구체화되어 포함되어 있다.In FIG. 6, the first step, the second step, the third step and the fourth step described in FIG. 5 are further embodied.
제 1 단계(S100) 단계는 바인더 동작에 따른 단계(S110), 파우더 동작에 따른 단계(S120), 프로세싱 에이드 동작에 따른 단계(S130)와 믹싱하는 단계(S140) 및 조립(pelletizing) 단계(S150)를 포함한다.The first step S100 includes a step S110 according to the binder operation, a step S120 according to the powder operation, a step S130 according to the processing action operation, a step S140 and a pelletizing step S150 ).
또한, 도 5에서 설명한 제 2 단계(S200), 제 3 단계(S300) 및 제 4 단계(S400)가 수행된다.In addition, the second step (S200), the third step (S300), and the fourth step (S400) described in FIG. 5 are performed.
이후, 최종 마무리 단계(S500)와 제품 생산 단계(S600)가 진행된다.Thereafter, final finishing step (S500) and product producing step (S600) are performed.
따라서 분말사출성형의 혼합물은 성형하고자 하는 분말과 소결조제의 무기물과 주결합제, 부결합제, 가소제, 표면개질제, 이형제 등으로 이루어진 유기 고분자로 구성되어있다.Therefore, the mixture of powder injection molding is composed of the powder to be molded, the inorganic substance of the sintering auxiliary agent, and the organic polymer composed of the main binder, the auxiliary binder, the plasticizer, the surface modifier and the mold release agent.
분말사출성형은 이와 같이 혼합물의 조성이 매우 복잡하고 전체 공정에 영향을 주는 공정변수가 많으며 이들 공정변수들은 상호 밀접한 관계를 이루고 있기 때문에 공정의 최적화에는 많은 연구가 따라야 한다. Powder injection molding is very complicated in composition of the mixture and has many process parameters affecting the entire process. Since these process parameters are closely related to each other, many studies are required to optimize the process.
분말사출성형은 가공비의 절감과 자동화로 인해 부품의 형상이 복잡할수록, 생산량이 증가할수록 경제성이 증가하는 제조방법이다. Powder injection molding is a manufacturing method that increases the production cost and economic efficiency as the shape of the parts becomes complicated due to the reduction of the processing cost and automation.
또한, 성형시에 가해지는 압력이 정수압이므로 전 시편에 걸쳐 균일한 충진 밀도를 얻을 수 있어 정밀부품의 균질성과 성능향상을 기대할 수 있으며, 부수적으로 우수한 표면조도를 얻을 수 있는 것도 큰 장점이다. In addition, because the pressure applied during molding is a hydrostatic pressure, a homogeneous filling density can be obtained over all specimens, and homogeneity and performance of the precision parts can be expected, and it is also a great advantage to obtain an excellent surface roughness incidentally.
이러한 많은 장점에도 불구하고 사출장비와 몰드에 대한 과다한 초기투자의 부담 및 최적공정조건 확립의 어려움은 분말사출성형의 응용을 제한하는 가장 중요한 요인으로 작용하고 있다. Despite these many advantages, the burden of excessive initial investment in injection equipment and molds and the difficulty in establishing optimal process conditions are the most important factors limiting the application of powder injection molding.
분말사출성형은 최종제품의 소재에 따라 금속 분말사출성형과 세라믹 분말사출성형으로 나누어진다. Powder injection molding is divided into metal powder injection molding and ceramic powder injection molding depending on the material of the final product.
세라믹 사출성형에서는 성형체의 소결성을 고려하여 일반적으로 비표면적이 매우 크고 입자크기가 미세한 분말이 사용되며, 분말의 입자형상이 비교적 불규칙하고 입자 표면이 거친 특징을 보인다. In ceramic injection molding, powder having a very large specific surface area and a fine particle size is generally used in consideration of the sintering property of the molded body, and the particle shape of the powder is relatively irregular and the particle surface is rough.
이와 같은 세라믹 분말의 특성으로 인하여 세라믹 사출성형에서는 사출혼합물의 분말 부피분율이 비교적 낮고 이에 따라 소결수축율이 크며 치수안정성이 저하되는 경향을 보이는 단점이 있으나, 사출시 결합제 분리의 방지 및 탈지시 형상유지가 용이한 장점이 있다. Due to the characteristics of such a ceramic powder, the powder volume fraction of the injection mixture in the ceramic injection molding is relatively low, and thus the sintering shrinkage ratio is large and the dimensional stability tends to be deteriorated. However, .
반면, 사출성형용으로 잘 정제된 금속분말은 입자표면이 매끄럽고 입자형상이 구형이며 상대적으로 입자크기가 큰 특징을 보인다. On the other hand, the metal powder well-refined for injection molding has a smooth particle surface, a spherical shape, and a relatively large particle size.
이와 같은 차이점들에 따라 금속 및 세라믹 사출성형의 공정변수나 공정중 발생하는 결함은 큰 차이를 보인다.According to these differences, the process parameters of the metal and ceramic injection molding and the defects occurring during the process show a great difference.
사출공정에 따른 분말 특성에 대해 설명한다.The powder characteristics according to the injection process will be described.
세라믹 분말의 특성을 혼합물의 충진밀도 및 성형체의 소결거동은 물론 구성성분의 혼합공정, 혼합물의 사출공정 등에 지대한 영향을 미친다. The characteristics of the ceramic powder have a great influence on the packing density of the mixture and the sintering behavior of the compact, as well as the mixing process of the components and the injection process of the mixture.
각 세부공정에 영향을 미치는 구체적인 분말의 특성들은 분말의 입자형상, 입도 및 분포, 표면조도, 표면화학적 성질, 응집도 및 응집체의 성격 등을 들 수 있다. Specific properties of powders affecting each detailed process include particle shape, particle size and distribution, surface roughness, surface chemistry, cohesion, and agglomerate nature of powders.
사출성형으로 제조된 복잡한 형상을 가진 부품이 치수의 정밀성을 유지하기 위하여 성형체의 충진 밀도를 높여 소결 수축율을 낮추는 것이 바람직하다. It is desirable to lower the sintering shrinkage ratio by increasing the packing density of the molded body in order to maintain the dimensional accuracy of parts having a complicated shape manufactured by injection molding.
분말의 충진 밀도는 일차적으로 입자의 형상에 의하여 결정되므로 구형 또는 등방성을 가지는 분말입자가 이상적이다. Since the packing density of the powder is determined primarily by the shape of the particles, spherical or isotropic powder particles are ideal.
또한 입도분포가 클수록 충진 밀도가 높으므로 소결성이 크게 저하되지 않는 범위에서 넓은 입도분포의 분말이 사출성형에 유리하다고 판단된다. In addition, since the larger the particle size distribution is, the higher the packing density, the powder having a wide particle size distribution is considered to be advantageous for injection molding as far as the sinterability is not significantly deteriorated.
거친 표면조도는 혼합물내 분말의 충진 밀도를 낮추는 작용을 하지만 탈지과정에서 분말입자간의 마찰력을 높여 탈지변형을 방지하는 상반된 작용을 한다. Coarse surface roughness acts to lower the packing density of the powder in the mixture but increases the frictional force between the powder particles during the degreasing process to prevent the defatting deformation.
따라서 표면조도가 큰 분말의 충진 밀도를 증가시키기 위해서는 공정조제를 이용한 분말의 표면화학적 성질을 조절하는 것이 필요할 경우도 있다. Therefore, it may be necessary to control the surface chemistry of the powder using a process aid in order to increase the packing density of the powder having a large surface roughness.
분말의 응집체는 혼합 및 충진뿐만 아니라 소결공정과 소결체의 최종물성에도 큰 영향을 미치므로 응집체에 대한 대책은 매우 중요한 과제이다. The agglomerates of the powders have a great influence on the sintering process and the final physical properties of the sintered body as well as the mixing and filling, and measures against agglomerates are very important tasks.
응집체중 약응집체는 혼합과정에서 적절한 전단력과 분산기구를 이용하여 일차입자 상태로 분리할 수 있지만, 강응집체는 매우 강한 외력을 사용하지 않으면 일차입자 상태로 분리할 수가 없다. The weak agglomerates in the agglomerate can be separated into primary particles by using the appropriate shear force and dispersion mechanism in the mixing process, but the agglomerates can not be separated into primary particles unless a very strong external force is used.
분말의 응집현상은 분말합성공정에서 발생하는 것이 대부분이다. Most of the agglomeration phenomenon occurs in the powder synthesis process.
그러나, 비록 일차입자 상태의 분말을 사용한다 하더라도 혼합시 균일한 분산안정성을 확보하지 못할 경우에는 응집체가 발생하므로, 사출혼합물의 준비공정은 매우 중요한 공정단계라 볼 수 있다.However, even if the powder of the primary particle state is used, the preparation process of the injection mixture is considered to be a very important process step since aggregation occurs when the dispersion stability is not ensured uniformly during mixing.
다음으로, 사출성형공정에 대해 설명한다.Next, the injection molding process will be described.
근본적으로 사출성형은 혼합물을 가열하여 유동성을 부여한 후 압력을 가하여 혼합물을 몰드 캐비티에 채우고 냉각하여 고화시키는 공정이다.Essentially injection molding is a process in which the mixture is heated to impart fluidity and then pressure is applied to fill the mixture in the mold cavity, followed by cooling and solidifying.
사출성형기에는 대체로 두 가지 형태가 있는데 그것은 플런저형과 스크류형이다. There are generally two types of injection molding machines: plunger type and screw type.
형태에 따라 혼합물의 가열 및 운반방법이 다르다. The heating and conveying method of the mixture differs depending on the form.
플런저형은 배럴 외부의 히터에 의해서만 혼합물을 가열하지만 스크류형은 외부히터외에 스크류, 혼합물, 그리고 실린더 사이에서 발생하는 마찰력도 열을 제공하게 된다. The plunger type heats the mixture only by the heater outside the barrel, but the screw type provides heat in addition to the external heater, as well as the friction between the screw, the mixture and the cylinder.
그리고 플런저형은 노즐과 플러저 끝부분 사이에 압력구배가 큰 단점이 있지만 장비마모가 적어 불순물의 유입을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. The plunger type has a drawback in that there is a large pressure gradient between the nozzle and the end of the plunger, but there is an advantage in that the amount of impurities can be reduced because the equipment wear is small.
사출성형시 대부분의 결함은 사출혼합물의 물성과 사출공정변수의 조합에 의하여 발생하므로 이에 대한 대처도 한 가지 이상이다. Most defects in injection molding are caused by a combination of the properties of the injection mixture and the injection process parameters, and therefore there is more than one countermeasure.
예를 들면 충분한 양의 혼합물이 몰드에 채워지지 않을 경우(즉, short shot)내부기공, 표면결함, 수축균열 등의 다양한 결함을 유발할 수 있으며, 이러한 결함들은 사출압을 증가시키거나 사출혼합물의 조성을 변화시키거나 몰드의 설계변경에 의하여 사출혼합물의 유동성을 증가시키는 것으로 해결할 수 있다. For example, if a sufficient amount of the mixture is not filled in the mold (ie, a short shot), it can lead to various defects such as internal pores, surface defects, shrinkage cracks, etc. These defects can increase the injection pressure, Or by changing the design of the mold to increase the fluidity of the injection mixture.
따라서, 사출성형의 공정변수 최적화는 사출혼합물의 물성 및 몰드 설계와 상호 밀접한 관계를 고려하여 공정의 편의성과 재연성의 관점에서 이루어져야 한다. Therefore, optimization of process parameters in injection molding should be done in terms of convenience and reproducibility of the process, taking into account the close relationship between the physical properties of the injection mixture and the mold design.
사출공정의 성패를 좌우하는 가장 큰 인자는 결합제 시스템의 선정에 따른 혼합물의 특성 및 몰드설계이나, 그 외에도 성형체의 크기, 무게 및 두께, 수축율, 치수의 정밀도, 형상의 복잡성, 그리고 부가적으로 존재하는 구멍이나 곡율 반경 등의 제반조건도 중요한 인자가 된다. The most important factors that determine the success or failure of the injection process are the characteristics of the mixture and the mold design according to the selection of the binder system, as well as the size, weight and thickness of the molded body, the shrinkage, the precision of the dimensions, the complexity of the shape, And various conditions such as a hole or a radius of curvature are also important factors.
따라서 최근에는 실제 실험에 의한 공정의 최적화 보다는 컴퓨터 모사에 의해 이러한 변수들의 복잡한 상관관계를 예측하는 방법이 보편화되고 있다.Therefore, in recent years, it has become more common to predict the complex correlation of these variables by computer simulations than to optimize the process by actual experiments.
또한, 결합제 시스템에 대해 설명한다.The binder system is also described.
분말 특성이 사출의 모든 세부공정에 큰 영향을 미치지만, 세라믹의 경우 일반적으로 사출용 분말을 제조하지 않기 때문에 이상적인 상업용 분말을 발견하기가 어렵다. Although the powder properties have a great influence on all the details of the injection process, it is difficult to find an ideal commercial powder since ceramics generally do not produce injection powders.
현실적으로는 주어진 분말특성에 대하여 분말사출성형의 매개체인 결합제 시스템을 통하여 사출성형체의 성형미세구조를 결정하고 최종물성을 조정한다. In reality, for a given powder property, the microstructure of the injection mold is determined through the binder system, which is the medium of powder injection molding, and the final properties are adjusted.
따라서, 결합제 시스템의 선정은 사출성형공정의 성패를 좌우하는 가장 중요한 변수로 간주될 수 있다.Thus, the selection of the binder system can be regarded as the most important variable that determines the success or failure of the injection molding process.
도 7에서 중요한 결합제의 조건들을 항목별로 정리하였다. In FIG. 7, conditions of important binder are listed by items.
도 7은 본 발명의 공정에 적용되는 바인더의 요구 조건의 구체적인 내용을 정리한 표를 도시한 것이다.FIG. 7 shows a table summarizing the concrete contents of the requirements of the binder applied to the process of the present invention.
결합제 시스템의 요구조건중 가장 중요한 요건은 사출혼합물의 유동성을 제공하고 몰드캐비티 내에 분말을 균일하게 충진하는 것이다. The most important requirement among the requirements of the binder system is to provide the fluidity of the injection mixture and uniformly fill the powder within the mold cavity.
다시 말하면, 사출혼합물은 사출성형공정에서 일어나는 열기계적 변화에 대응하여 적절한 유동특성을 보일 수 있어야 한다. In other words, the injection mixture must be able to exhibit proper flow characteristics in response to thermomechanical changes occurring in the injection molding process.
이상적으로는 게이트를 통하여 몰드캐비티로 주입되는 사출혼합물은 액체처럼 캐비티내의 공기를 밀어내야 하지만 적당한 항복응력을 갖지 못하면 탈지과정에서 성형부품의 변형을 막을 수가 없다. Ideally, the injection mixture injected into the mold cavity through the gate must push out the air in the cavity like a liquid, but if it does not have the proper yield stress, it can not prevent deformation of the molded part during the degreasing process.
반면, 사출혼합물의 항복응력이 너무 높으면 몰드캐비티 내에 코일과 같은 모양으로 주입되어 시편 내부에 공기를 내포하거나 용접선 등 결함발생의 요인이 된다. On the other hand, if the yield stress of the injection mixture is too high, it may be injected into the mold cavity in the shape of a coil to contain air in the specimen or cause defects such as weld lines.
따라서 성형체의 형상, 크기, 치수안정성에 적합한 항복응력을 가지는 결합제시스템을 개발하는 것이 필요하며, 사출혼합물은 빙햄(bingham)가소성이나 의가소성(pseudoplastic)유동특성을 가지는 것이 바람직하다. It is therefore necessary to develop a binder system having a yield stress suitable for the shape, size and dimensional stability of the shaped body, and the injection mixture preferably has bingham plasticity or pseudoplastic flow properties.
그러나 사출혼합물의 유동특성은 결합제 시스템은 물론 성형온도, 전단속도, 고상분말율, 분말의 물리적 및 표면화학적 특성에 의하여 변화하기 때문에 각 공정변수의 최적화가 따라야 한다.However, since the flow characteristics of the injection mixture vary not only with the binder system but also with the molding temperature, shear rate, solid phase powder and physical and surface chemical properties of the powder, optimization of each process variable must be followed.
한편, 전술한 알루미나를 이용한 LED 형광체의 제조방법은 분말사출성형(PIM)을 이용하는 것으로 한정하여 설명되었으나, 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the above-described method for producing an LED phosphor using alumina is limited to the use of powder injection molding (PIM), but the present invention is not limited thereto.
구체적으로, 본 발명에 따른 알루미나를 이용한 LED 형광체의 제조방법은 압력을 이용하는 PM(Press Molding, Powder Metallugy), 즉, 프레스 성형 방법에 의해서도 제조될 수 있다.Specifically, the method for manufacturing an LED phosphor using alumina according to the present invention can be also manufactured by press molding (Powder Metallurgy) using a pressure, that is, a press molding method.
프레스 성형은 판재를 가압하여 소성 변형을 시켜 성형하는 방법으로, 가압법에는 정적 가압법과 동적 가압법이 있고, 전자는 hydroulic press, 후자는 파워 프레스를 의미한다.Press molding is a method of pressing a sheet material and forming it by plastic deformation. Examples of the pressing method include a static pressing method and a dynamic pressing method. The former means a hydroulic press and the latter means a power press.
더 나아가 본 발명에 따른 알루미나를 이용한 LED 형광체는 압출공정(Extrusion)과 슬립캐스팅(Slip casting) 등을 통해서도 제조 가능하다.Further, the LED phosphor using alumina according to the present invention can be manufactured through extrusion and slip casting.
이하에서는, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 도 4에서 설명한 본 발명의 구성에 따라 수지를 세라믹인 알루미나로 대체하는 경우에 획득될 수 있는 구체적인 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to Figs. 8 to 12, specific effects that can be obtained in the case of replacing the resin with ceramic alumina according to the constitution of the present invention described in Fig. 4 will be described.
먼저, 도 8은 성형제 두께별 형광 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.First, FIG. 8 is a graph comparing fluorescence characteristics of each molding material thickness.
도 8의 그래프에서 가로축은 방출 강도를 의미하고, 세로축은 파장을 나타낸다.In the graph of Fig. 8, the abscissa represents the emission intensity and the ordinate represents the wavelength.
도 8에서 성형 방법은 CIM(Ceramic injection molding)이 이용되었고, 자극(Excitation)은 469nm이며, YAG: Ce함량은 20k ppm인 것으로 가정한다.In FIG. 8, it is assumed that CIM (Ceramic injection molding) is used as a molding method, excitation is 469 nm, and YAG: Ce content is 20 kppm.
도 8을 참조하면, 형광체 함량이 낮아 YAG:Ce는 형광 특성을 전혀 보이지 않았다.Referring to FIG. 8, since the phosphor content was low, YAG: Ce showed no fluorescence property at all.
하지만 본 발명에 따른 성형체의 두께가 얇을수록 Intensity가 상승되는 성질을 보였다.However, as the thickness of the molded article according to the present invention becomes thinner, the intensities are increased.
또한, 도 9는 성형 방법에 의한 형광 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.9 is a graph showing a comparison of fluorescence characteristics by a molding method.
도 9의 그래프에서 가로축은 방출 강도를 의미하고, 세로축은 파장을 나타낸다.In the graph of Fig. 9, the abscissa indicates the emission intensity and the ordinate indicates the wavelength.
도 9에서는 성형 방법은 동일 조건의 PM과 CIM 공정을 적용하여 이에 따른 특성을 서로 비교하였다.In FIG. 9, the characteristics of PM and CIM processes are compared with each other in the same molding conditions.
또한, 자극(Excitation)은 469nm이고, YAG;Ce함량은 20k ppm이며, 두께(Thickness)는 0.4T인 것으로 가정한다.It is also assumed that the excitation is 469 nm, the YAG, the Ce content is 20 kppm, and the thickness is 0.4T.
도 9에서는 CIM 공정보다 PM공정을 거친 샘플에서 약간의 형광특성을 보이는 것을 확인하였다.In FIG. 9, it was confirmed that a slight fluorescence characteristic was observed in the sample subjected to the PM process rather than the CIM process.
도 10a 및 도10b는 형광체 함량 변화에 따른 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.FIGS. 10A and 10B show graphs comparing characteristics according to changes in phosphor content. FIG.
도 10a의 그래프에서 가로축은 방출 강도를 의미하고, 세로축은 파장을 나타낸다.In the graph of Fig. 10A, the abscissa indicates the emission intensity and the ordinate indicates the wavelength.
도 10a에서는 성형 방법에 따른 20k ppm과 10wt% 형광체 특성을 비교하였고, 자극(Excitation)은 469nm이며, 두께(Thickness)는 0.4 T이고, 성형 방법으로PM을 이용한 것으로 가정한다.FIG. 10A compares the characteristics of 20kppm and 10wt% phosphor according to the molding method, excitation is 469nm, thickness is 0.4T, and PM is used as a molding method.
이때, 10wt%의 경우 뚜렷한 형광 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.At this time, it was confirmed that 10wt% showed distinct fluorescence characteristics.
또한, 도 10b에 개시된 것과 같이, Greenish white에 근접한 색을 띤다는 것을 확인할 수 있다.Also, as shown in Fig. 10 (b), it can be seen that the color is close to greenish white.
한편, 도11a 및 도 11b는 상용화 된 제품과 본 발명이 적용된 제품의 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.11A and 11B show graphs comparing characteristics of a commercialized product and a product to which the present invention is applied.
도 11a의 그래프에서 가로축은 방출 강도를 의미하고, 세로축은 파장을 나타낸다.In the graph of Fig. 11A, the abscissa indicates the emission intensity and the ordinate indicates the wavelength.
도 11a에서는 성형 방법에 따른 상용화 제품과 YAG 소결체를 비교한 결과를 나타낸 것으로, 자극(Excitation)은 469nm이고, 두께(Thickness)는 0.4T이며, 상용화 제품은 0.1T이고, 성형 방법으로 PM이 이용된 것으로 가정한다.11A shows a comparison between a commercialized product and a YAG sintered body according to a molding method. The excitation was 469 nm, the thickness was 0.4 T, the commercialized product was 0.1 T, and PM was used as a molding method. .
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 발명이 제안하는 샘플이 White에 가장 가까운 형광특성을 보이는 것을 확인 할 수 있다.Referring to FIGS. 11A and 11B, it can be confirmed that the sample proposed by the present invention exhibits the fluorescence characteristic closest to White.
또한, 도 12는 적분구와 관련하여 상용화 된 제품과 본 발명이 적용된 제품의 특성을 비교한 그래프를 도시한 것이다.FIG. 12 is a graph showing a comparison between the commercialized product and the product to which the present invention is applied with respect to the integral sphere.
도 12의 우측에 캡쳐된 사진을 확인하는 경우, 본 발명의 내용이 적용된 가장 하단의 사진이 명확한 백색광을 띠는 것을 확인할 수 있다.When the photographs captured on the right side of FIG. 12 are checked, it can be seen that the bottom-most photograph to which the content of the present invention is applied has clear white light.
즉, 도 12의 실험 결과에서 증명되었듯이 알루미나는 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내식성 등이 우수하고, 열에 매우 강한 성질을 가지고 있으므로, 도 12에 도시된 것과 같이, 수지를 세라믹인 알루미나로 대체하는 경우, 기존의 LED 발열로 인한 수지의 열화 및 색순도 저하 문제를 효율적으로 해결할 수 있다.12, alumina is excellent in mechanical strength, heat resistance, abrasion resistance and corrosion resistance, and has a very strong property against heat. Therefore, as shown in Fig. 12, the resin is replaced with ceramic alumina , It is possible to effectively solve the problem of deterioration of the resin and lowering of the color purity due to the heat generation of the LED.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be understood that the above-described apparatus and method are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .
Claims (7)
전극을 가진 인쇄 회로 기판(PCB, PRINTED CIRCUIT BOARD)의 상단에 기 설정된 파장의 광을 출력하는 발광 다이오드 칩을 구비하는 단계;
적어도 하나의 본드 와이어를 이용하여 상기 인쇄 회로 기판의 전극을 상기 발광 다이오드 칩에 형성하는 단계;
상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 소정 영역에 집중시켜 출력하기 위한 반사판으로 상기 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 단계; 및
몰딩 성형부를 이용하여 상기 반사판의 내부에서 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 단계;를 포함하되,
상기 상기 몰딩 성형부는,
상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 이용하여 형광을 발하는 형광체; 및
상기 발광 다이오드 칩을 상기 형광체와 함께 패키징(packaging)하는 알루미나;를 포함하고,
상기 알루미나를 제조하는 방법은,
산화 알루미늄과 유기 결합재(organic binder)를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계;
상기 혼합물을 가열하는 단계;
상기 가열에 의해 유동성(liquidness fluidity)이 부여된 혼합물에 압력을 가하는 단계;
상기 압력을 이용하여 혼합물을 몰드 캐비티에 채우는 단계;
상기 혼합물이 채워진 몰드 캐비티를 냉각하여 고화시키는 단계;
압력을 이용하여 사출 실린더를 통해 상기 고화된 혼합물을 사출하는 단계;
상기 사출된 혼합물을 가열하여 상기 유기 결합재를 제거하는 단계; 및
상기 유기 결합재가 제거된 혼합물을 소결(sintering)하는 단계;를 포함하되,
상기 소결(sintering)하는 단계는,
상기 유기 결합재가 제거된 혼합물이 융해(melting)되지 않고 구워지는 방식으로 소결(sintering) 될 수 있는 기 설정된 온도 범위 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는, LED 칩 제조방법.A method of manufacturing an LED chip (LIGHT EMITTING DIODE CHIP)
A light emitting diode chip for outputting a predetermined wavelength of light to the top of a printed circuit board (PCB) having an electrode;
Forming an electrode of the printed circuit board on the light emitting diode chip using at least one bond wire;
Surrounding the light emitting diode chip with a reflector for concentrating light output from the light emitting diode chip in a predetermined region and outputting the light; And
And encapsulating the light emitting diode chip inside the reflection plate using a molding forming part,
Wherein the molding-
A phosphor emitting fluorescence using light output from the light emitting diode chip; And
And alumina for packaging the light emitting diode chip with the phosphor,
The method for producing alumina comprises:
Mixing the aluminum oxide with an organic binder to produce a mixture;
Heating the mixture;
Applying pressure to the mixture to which liquidness is imparted by the heating;
Filling the mixture into the mold cavity using the pressure;
Cooling and solidifying the mold cavity filled with the mixture;
Injecting the solidified mixture through an injection cylinder using pressure;
Heating the injected mixture to remove the organic binder; And
And sintering the mixture from which the organic binder has been removed,
The step of sintering comprises:
Wherein the heat treatment is performed within a predetermined temperature range in which the organic binder-removed mixture can be sintered in such a manner that it is baked without being melted.
전극을 가진 인쇄 회로 기판(PCB, PRINTED CIRCUIT BOARD)의 상단에 기 설정된 파장의 광을 출력하는 발광 다이오드 칩을 구비하는 단계;
적어도 하나의 본드 와이어를 이용하여 상기 인쇄 회로 기판의 전극을 상기 발광 다이오드 칩에 형성하는 단계;
상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 소정 영역에 집중시켜 출력하기 위한 반사판으로 상기 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 단계; 및
몰딩 성형부를 이용하여 상기 반사판의 내부에서 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 단계;를 포함하되,
상기 상기 몰딩 성형부는,
상기 발광 다이오드 칩에서 출력된 광을 이용하여 형광을 발하는 형광체; 및
상기 발광 다이오드 칩을 상기 형광체와 함께 패키징(packaging)하는 알루미나;를 포함하고,
상기 알루미나를 제조하는 방법은,
산화 알루미늄에 압력을 가하는 단계;
상기 압력을 이용하여 산화 알루미늄을 몰드 캐비티에 채우는 단계;
상기 압력을 이용하여 상기 몰드 캐비티의 사출 실린더를 통해 상기 산화 알루미늄을 사출하는 단계; 및
상기 사출된 산화 알루미늄을 소결(sintering)하는 단계;를 포함하며,
상기 소결(sintering)하는 단계는,
상기 사출된 산화 알루미늄이 융해(melting)되지 않고 구워지는 방식으로 소결(sintering) 될 수 있는 기 설정된 온도 범위 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는, LED 칩 제조방법.A method of manufacturing an LED chip (LIGHT EMITTING DIODE CHIP)
A light emitting diode chip for outputting a predetermined wavelength of light to the top of a printed circuit board (PCB) having an electrode;
Forming an electrode of the printed circuit board on the light emitting diode chip using at least one bond wire;
Surrounding the light emitting diode chip with a reflector for concentrating light output from the light emitting diode chip in a predetermined region and outputting the light; And
And encapsulating the light emitting diode chip inside the reflection plate using a molding forming part,
Wherein the molding-
A phosphor emitting fluorescence using light output from the light emitting diode chip; And
And alumina for packaging the light emitting diode chip with the phosphor,
The method for producing alumina comprises:
Applying pressure to the aluminum oxide;
Filling the mold cavity with aluminum oxide using the pressure;
Injecting the aluminum oxide through the injection cylinder of the mold cavity using the pressure; And
And sintering the injected aluminum oxide,
The step of sintering comprises:
Wherein the heat treatment is performed within a predetermined temperature range in which the injected aluminum oxide can be sintered in a baking manner without being melted.
상기 알루미나는 다결정 알루미나인 것을 특징으로 하는, LED 칩 제조방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the alumina is polycrystalline alumina.
상기 발광 다이오드 칩은 455nm 내지 465nm의 청색광을 출력하는 칩이고,
상기 형광체는 550nm의 황색광을 발하는 형광체인 것을 특징으로 하는, LED 칩 제조방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The light emitting diode chip is a chip which outputs blue light of 455 nm to 465 nm,
Wherein the phosphor is a phosphor emitting yellow light having a wavelength of 550 nm.
상기 LED 칩은 상기 발광 다이오드 칩과 형광체를 이용하여 백색광을 최종적으로 출력하는 것을 특징으로 하는, LED 칩 제조방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the LED chip finally outputs white light using the LED chip and the phosphor.
상기 알루미나는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 열에 의해 열화(degradation) 되지 않고, 상기 최종적으로 출력된 백생광의 색 순도는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는, LED 칩 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the alumina is not degraded by heat generated from the light emitting diode chip, and the color purity of the finally output white light is maintained constant.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940006424B1 (en) * | 1992-06-24 | 1994-07-20 | 한국과학기술연구원 | Alumina ceramics |
| KR20070106507A (en) * | 2005-02-28 | 2007-11-01 | 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 | Fluorescent substance and process for producing the same, and luminescent element using the same |
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| KR20080045942A (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-26 | 삼성전기주식회사 | High power led package and fabrication method thereof |
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2013
- 2013-08-26 KR KR1020130101300A patent/KR101471099B1/en active IP Right Grant
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