KR101478124B1 - Led package and menufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엘이디 패키지에 관한 것으로, 기판과, 기판상에 실장된 엘이디 칩과, 기판의 캐비티에 형성되는 형광체 수지층, 및 형광체 수지층의 상부에 적층되는 형광체 시트를 포함하며, 상기 형광체 시트는, 형광체가 분산된 제1 수지층; 및 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 제2 수지층을 포함하는 엘이디 패키지를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 의하면 엘이디 패키지의 전광속과 광도, 및 연색성이 향상된다.An LED package includes a substrate, an LED chip mounted on the substrate, a phosphor resin layer formed in the cavity of the substrate, and a phosphor sheet laminated on the phosphor resin layer, wherein the phosphor sheet A first resin layer in which phosphors are dispersed; And a second resin layer including a microsphere material. According to the embodiment of the present invention, the whole luminous flux, luminous intensity, and color rendering of the LED package are improved.
Description
본 발명은 엘이디(LED; Light Emitting Diode) 패키지 및 엘이디 패키지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode (LED) package and a method of manufacturing an LED package.
엘이디 패키지(LED package)는 기판에 엘이디(LED; Light Emitting Diode) 칩을 실장한 것으로, 소형이고 수명이 길며 전력 소모가 작은 잇점을 갖고 있다. 엘이디 패키지의 발광효율 및 연색지수는 엘이디 칩 자체의 효율뿐 아니라, 엘이디 패키지의 구조에 의하여서도 달라질 수 있다. 기존의 엘이디 패키지는 기판의 캐비티(cavity) 내에 형광체 실리콘 수지를 도포하는 방식으로 제조되나, 표면장력에 의하여 엘이디 패키지의 상부측 가장자리 부분에 상대적으로 많은 형광체 수지층이 형성되고 엘이디 패키지의 중심부에는 비교적 적은 형광체 수지층이 형성되어져, 고효율의 발광 성능을 달성하기에는 충분치 않았다.An LED package is an LED (Light Emitting Diode) chip mounted on a substrate, which is small, has a long life, and has a small power consumption. The luminous efficiency and the color rendering index of the LED package can be varied not only by the efficiency of the LED chip itself but also by the structure of the LED package. A conventional LED package is manufactured by applying a phosphor silicone resin in a cavity of a substrate but a relatively large number of phosphor resin layers are formed on the upper side edge portion of the LED package due to the surface tension, A low phosphor resin layer was formed, which was not enough to achieve high-efficiency light emission performance.
본 발명은 보다 더 향상된 발광효율을 발현할 수 있는 엘이디 패키지 및 엘이디 패키지 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an LED package and an LED package manufacturing method capable of exhibiting a further improved luminous efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 보다 더 향상된 연색지수를 발현할 수 있는 엘이디 패키지 및 엘이디 패키지 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide an LED package and an LED package manufacturing method capable of exhibiting a further improved color rendering index.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 발광효율과 연색성이 우수한 엘이디 패키지를 보다 더 손쉽게 구현할 수 있고, 엘이디 패키지의 제조 비용을 절감할 수 있는 엘이디 패키지 제조 방법을 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide an LED package manufacturing method which can more easily realize an LED package having excellent light emitting efficiency and color rendering and can reduce the manufacturing cost of the LED package.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면에 따른 엘이디 패키지는 기판; 상기 기판상에 실장된 엘이디 칩; 상기 기판의 캐비티에 형성되는 형광체 수지층; 및 상기 형광체 수지층의 상부에 적층되는 형광체 시트를 포함하며, 상기 형광체 시트는, 형광체가 분산된 제1 수지층; 및 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED package comprising: a substrate; An LED chip mounted on the substrate; A phosphor resin layer formed in a cavity of the substrate; And a phosphor sheet laminated on the phosphor resin layer, wherein the phosphor sheet comprises: a first resin layer in which phosphors are dispersed; And a microsphere material.
일 실시 예로, 상기 형광체 수지층은, 형광체 물질과, 실리카 나노 분말, 및 실리콘 수지를 포함할 수 있다.In one embodiment, the phosphor resin layer may include a phosphor material, a silica nano powder, and a silicone resin.
일 실시 예로, 상기 마이크로스피어 물질은, 에폭시수지, 아크릴수지(Polymethyl Methacrylate) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate) 중의 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the microsphere material may include at least one of an epoxy resin, an acrylic resin (Polymethyl Methacrylate), and a polycarbonate.
일 실시 예로, 상기 제2 수지층은, 양자점(Quantum Dot) 형광체 0.003~0.005중량%; 및 상기 마이크로스피어 물질인 에폭시수지 0.2~0.4중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second resin layer contains 0.003 to 0.005% by weight of a quantum dot fluorescent material; And 0.2 to 0.4% by weight of an epoxy resin as the microsphere material.
일 실시 예로, 상기 제1 수지층은, 소정 파장의 빛을 여기시키는 제1 형광체를 포함하는 제1 형광체 수지층; 및 상기 제1 형광체 수지층의 상부에 적층되고, 상기 소정 파장보다 장파장의 빛을 여기시키는 제2 형광체를 포함하는 제2 형광체 수지층을 포함할 수 있다.In an embodiment, the first resin layer includes: a first phosphor resin layer including a first phosphor that excites light of a predetermined wavelength; And a second phosphor resin layer stacked on the first phosphor resin layer and including a second phosphor that excites light having a longer wavelength than the predetermined wavelength.
일 실시 예로, 상기 제1 형광체는 황색 계열 형광체이고, 상기 제2 형광체는 적색 계열 형광체일 수 있다.In one embodiment, the first phosphor may be a yellow-based phosphor, and the second phosphor may be a red-based phosphor.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 엘이디 패키지 제조 방법은 엘이디 칩이 실장된 기판의 캐비티에 형광체 수지층을 형성하는 단계; 및 상기 형광체 수지층의 상부에 형광체 시트를 적층하는 단계를 포함하며, 상기 형광체 시트는, 형광체가 분산된 제1 수지층; 및 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 제2 수지층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an LED package, including: forming a phosphor resin layer in a cavity of a substrate on which an LED chip is mounted; And laminating a phosphor sheet on the phosphor resin layer, wherein the phosphor sheet comprises: a first resin layer in which phosphors are dispersed; And a second resin layer comprising a microsphere material.
일 실시 예로, 상기 형광체 시트를 적층하는 단계는, 상기 형광체 수지층의 상부에 황색 계열 형광체를 포함하는 제1 수지시트를 적층하는 단계; 상기 제1 수지시트의 상부에 적색 계열 형광체를 포함하는 제2 수지시트를 적층하는 단계; 및 상기 제2 수지시트의 상부에 상기 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 제3 수지시트를 적층하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of laminating the phosphor sheet includes: laminating a first resin sheet including a yellow-based phosphor on the phosphor resin layer; Laminating a second resin sheet including a red phosphor on the first resin sheet; And laminating a third resin sheet including the microsphere material on the second resin sheet.
본 발명의 실시 예에 의하면, 엘이디 패키지의 전광속이나 광도 등의 발광효율이 향상될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the luminous efficiency such as the total luminous flux and luminous intensity of the LED package can be improved.
본 발명의 실시 예에 의하면, 엘이디 패키지의 연색성(演色性)이 향상될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the color rendering property of the LED package can be improved.
본 발명의 실시 예에 의하면, 엘이디 패키지의 발광효율과 연색성이 우수한 엘이디 패키지를 손쉽게 구현하고, 엘이디 패키지 제조 비용을 절감할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to easily implement an LED package having excellent luminous efficiency and color rendering property of the LED package, and to reduce the manufacturing cost of the LED package.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 패키지 제조 방법의 흐름도이다.1 is a cross-sectional view of an LED package according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method of manufacturing an LED package according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들은 언급되지 않은 조성, 성분, 구성요소 및/또는 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않을 것이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used in the specification, the terms 'comprise' and / or various uses of the verb will not preclude the presence or addition of an ingredient, ingredient, component and / or step not mentioned.
본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 패키지는 형광체 수지층의 상부에 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 형광체 시트가 적층된 구조를 갖는다. 엘이디 패키지의 형광체 시트에서 마이크로스피어 물질은 엘이디 패키지의 상부로 배출되는 전광속(全光束)을 증가시켜 엘이디의 광효율을 증대시킨다. 더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 패키지는, 형광체 수지층의 상부에, 황색 계열 형광체를 포함하는 제1 형광체 수지층과 적색 계열 형광체를 포함하는 제2 형광체 수지층을 포함하는 형광체 시트가 적층된 구조를 가지며, 이에 따라 연색성(演色性)을 확보할 수 있다.An LED package according to an embodiment of the present invention has a structure in which a phosphor sheet including a microsphere material is laminated on a fluorescent resin layer. In the phosphor sheet of the LED package, the microsphere material increases the total luminous flux emitted to the upper portion of the LED package, thereby increasing the light efficiency of the LED. Furthermore, in the LED package according to the embodiment of the present invention, a phosphor sheet including a first phosphor resin layer including a yellow-based phosphor and a second phosphor resin layer including a red-based phosphor is formed on the phosphor resin layer And has a laminated structure, thereby ensuring color rendering.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 패키지의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 패키지(1)는 기판(10), 기판(10)에 실장된 엘이디 칩(20), 및 수지층(30)을 포함한다. 엘이디 칩(20)은 기판(10)에 형성된 캐비티(cavity)(11) 내에 실장되고, 캐비티(11)에는 수지층(30)이 형성된다. 기판(10)의 바닥면에는 엘이디 칩(20)에서 발생하는 열을 발산하기 위한 리드프레임(미도시)이 형성될 수 있다.1 is a cross-sectional view of an LED package according to an embodiment of the present invention. 1, an
엘이디 칩(20), 즉 발광다이오드 소자는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어를 만들어내고 이들의 재결합에 의해 발광할 수 있다. 발광다이오드 재료는 발광파장이 가시광선 또는 근적외 영역에 존재하고 p-n 접합의 제작이 가능하도록, 비소갈륨, 인화갈륨, 갈륨-비소-인, 갈륨-알루미늄-비소, 인화인듐, 인듐-갈륨-인 등 3B 및 5B족인 2원소 또는 3원소 화합물 반도체 등이 사용될 수 있다. 엘이디 칩(20)의 발광은 자유캐리어의 재결합에 의하거나, 불순물 발광중심에서의 재결합에 의해서 발생할 수 있다.The
수지층(30)은 형광체 수지층(31)과, 형광체 수지층(31)의 상부에 적층되는 형광체 시트(32)를 포함한다. 일 실시 예에 있어서, 형광체 수지층(31)은 형광체 물질(311)과, 실리카 나노 분말(312), 및 실리콘 수지(313)를 포함할 수 있다. 형광체 수지층(31)에 실리카 나노 분말(312)이 분산되면 엘이디 패키지 내부의 형광체 물질(311)이 바닥에 퇴적하지 않고 형광체 수지층(31)에 균일하게 분포되며, 그 결과 색좌표의 균일성이 확보됨과 동시에 발광 효율이 향상될 수 있다. 형광체 수지층(31)의 하부 모서리 부분은 경화된 후, 반사면으로 작용하여 패키지 외부로의 광 방출 효율을 높이는데 기여할 수 있다.The
형광체 시트(32)는 형광체가 실리콘에 분산된 제1 수지층(321)과, 마이크로스피어(Microsphere) 물질이 실리콘에 분산된 제2 수지층(322)을 포함할 수 있다. 제1 수지층(321)은 이에 함유된 형광체를 통해 빛의 색상을 백색으로 구현할 수 있다. 도 1의 실시 예에는 제1 수지층(321)과 제2 수지층(322)이 상,하부에 별개로 분리된 것으로 도시되어 있으나, 제1 수지층(321)과 제2 수지층(322)은 반드시 별개로 분리된 2개의 층을 의미하지 않으며, 제1 수지층(321)과 제2 수지층(322)은 하나의 수지시트로 형성될 수도 있다. 즉, 형광체 시트(32)는 도 1에 도시된 바와 같이 다층으로 형성될 수도 있고, 형광체와 마이크로스피어 물질이 실리콘 수지에 혼합되어져 단층으로 형성될 수도 있는 것이다.The
제2 수지층(322)에 함유되는 마이크로스피어(Microsphere) 물질은 지름이 수 ㎛ 이하인 구상의 미립자를 의미할 수 있다. 마이크로스피어 물질은 제2 수지층(322)에 분산되어 난반사를 일으킴으로써 외부로의 광방출을 높이며, 이에 따라 엘이디 패키지의 전광속과 광도를 증가시킨다. 마이크로스피어 물질의 대표적인 일 예에는 수마이크로의 구형 입자로 이루어져 있는 에폭시(epoxy) 수지가 포함될 수 있다. 일 실시 예에 있어서 에폭시수지를 실리콘계 봉지재(encapsulant)에 분산시켜 제2 수지층(322)을 제조하여 사용할 수 있다.The microsphere material contained in the
상기한 마이크로스피어 물질의 효과를 충분하게 얻기 위해서, 에폭시 수지는 제2 수지층(322)에 0.2중량% 이상으로 함유될 수 있다. 다만, 제2 수지층(322)에서 에폭시수지가 0.4중량%를 초과하여 함유되는 경우, 오히려 전광속과 광도가 저하될 수 있으므로, 마이크로스피어(Microshphere) 물질의 형성을 위해 투여되는 에폭시수지의 함량은 0.2~0.4중량%로 한정함이 바람직하다.In order to sufficiently obtain the effect of the microsphere material, the epoxy resin may be contained in the
이상에서는 마이크로스피어 물질로 에폭시수지를 예로 들어 설명하였으나, 대안적으로 마이크로스피어 물질에는 아크릴수지(Polymethyl Methacrylate; PMMA), 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC)가 사용될 수도 있다. 이때, 아크릴수지 또는 폴리카보네이트를 이용하여 플라스틱의 고형 물질 상태로 마이크로스피어 물질을 형성한 후, 이를 실리콘 봉지재에 첨가하여 수지시트를 제조하여 사용할 수 있다.In the above description, the epoxy resin is used as a microsphere material. Alternatively, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC) may be used as the microsphere material. At this time, a microsphere material may be formed into a solid material state of plastic using acrylic resin or polycarbonate, and then the microsphere material may be added to a silicone sealing material to prepare a resin sheet.
일 실시 예에 있어서, 제1 수지층(321)은 형광체 수지층(31)의 상부에 적층되는 제1 형광체 수지층(321a)과, 제1 형광체 수지층(321a)의 상부에 적층되는 제2 형광체 수지층(321b)을 포함할 수 있다. 제1 형광체 수지층(321a)은 소정 파장의 빛을 여기시키는 제1 형광체를 포함할 수 있다. 제2 형광체 수지층(321b)은 제1 형광체의 여기 파장보다 장파장의 빛을 여기시키는 제2 형광체를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
장파장의 빛을 여기시키는 형광체를 하부에 배치할 경우, 적색(Red) 계열로 변환된 빛이 다시 황색(Yellow) 계열 형광체에 부딪히게 되어 여기시키기 어렵게 되고, 이로 인해 에너지 전환효율, 즉 청색(Blue) 엘이디 칩에서 나온 빛이 형광체를 여기시킴으로서 얻어지는 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 이와 반대로, 엘이디에서 나온 빛이 순차적으로 단파장에서 장파장 순으로 여기될 경우에 에너지 변환효율은 보다 높아질 수 있다.When the phosphor that excites the light of a long wavelength is disposed at the lower part, the light converted into the red series again hits the yellow-based phosphor, making it difficult to excite the phosphor. Thus, the energy conversion efficiency, that is, ) The light from the LED chip can degrade the efficiency obtained by exciting the phosphor. Conversely, the energy conversion efficiency can be higher when the light from the LED is sequentially excited in the order of a short wavelength and a long wavelength.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 패키지는, 형광체 수지층(31) 위에, 단파장의 빛을 여기시키는 형광체를 포함하는 제1 형광체 수지층(321a)을 제1 수지층(321)에서 하부층으로 배치하고, 장파장의 빛을 여기시키는 형광체를 포함하는 제2 형광체 수지층(321b)을 제1 수지층(321)에서 상부층에 배치함으로써, 상부로 갈수록 장파장의 빛이 여기되도록 하여 에너지 전환효율을 높임과 동시에, 엘이디의 연색지수를 확보할 수 있다.Thus, in the LED package according to the embodiment of the present invention, the first
이때, 제1 형광체는 황색 계열 형광체, 예를 들어 YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 형광체 또는 실리케이트(Sillicate) 계열 형광체일 수 있으며, 제2 형광체는 황색 계열 형광체보다 긴 여기 파장을 갖는 적색(Red) 계열의 형광체일 수 있다. 다만, 실리케이트(Sillicate) 계열 형광체는 YAG 형광체보다 함유되는 형광체의 양이 과도하게 많으므로, 평탄한 시트(Sheet)의 제작을 위하여 YAG 형광체가 황색 계열 형광체로 사용될 수 있다.The first phosphor may be a yellow-based phosphor, for example, a Yttrium Aluminum Garnet (YAG) phosphor or a silicate-based phosphor. The second phosphor may be a red-based phosphor having a longer excitation wavelength than the yellow- May be a phosphor. However, since a silicate-based phosphor has an excessively large amount of phosphor contained therein than a YAG phosphor, a YAG phosphor can be used as a yellow-based phosphor for the production of a flat sheet.
본 발명자의 실험을 통하여, 제1 형광체 수지층(321a)의 황색 계열 형광체의 적정 함량은 15~16중량%이고, 제2 형광체 수지층(321b)의 적색 계열 형광체의 적정 함량은 1.5~2중량%인 것으로 밝혀졌다. 또한, 엘이디 패키지에 의한 연색지수를 보다 더 향상시키기 위해, 제2 수지층(322)에는 마이크로스피어 물질 외에, 형광체가 더욱 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 수지층(322)은 에폭시 외에, 양자점(Quantum Dot) 형광체를 더 포함할 수 있다. 양자점 형광체는 발광성 나노입자인 양자점(Quantum Dot)이 형광물질로 활용되는 형광체로서, 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛을 발생하고 입자가 클수록 긴 파장의 빛을 발생하는 약 10~15nm 크기의 양자점의 특성을 활용하며, 입자 크기를 조절함으로써 다양한 파장의 빛을 발생시킬 수 있고, 색재현율을 높이는데 기여할 수 있다. 제2 수지층(322)에서 양자점 형광체의 적정 함량은 0.003~0.005중량%이다. 황색 및 적색 계열 형광체와, 양자점 형광체의 함량을 상기한 바와 같이 한정한 이유는, 각 형광체의 함량이 제시된 범위에서 벗어나게 되면, R, G, B로 이루어진 색좌표 상에서 백색(White)을 구현하기 어려울 수 있을 뿐 아니라, 각 형광체의 함량을 비율에 맞게 올리거나 내릴 경우 엘이디 패키지의 광효율 및 연색성(color rendition)이 떨어질 수 있기 때문이다.The optimum content of the red phosphor of the second
형광체 시트(32)의 두께는 180~200㎛인 것이 바람직한데, 이는 형광체의 입자 크기가 약 15㎛ 내외인 점을 고려하면, 형광체 시트(32)의 두께가 180㎛ 미만으로 너무 얇을 경우 형광체의 광변환 효율이 떨어질 수 있고, 반대로 형광체 시트(32)의 두께가 200㎛를 초과할 경우 엘이디 LED 패키지를 슬림(slim)화하기 어려워지기 때문이다.When the thickness of the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 패키지 제조 방법의 흐름도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 패키지 제조 방법을 설명한다. 먼저 단계 S21에서 엘이디 칩(20)이 실장된 기판(10)의 캐비티(11)에, 형광체 물질(311), 실리카 나노 분말(312), 및 실리콘 수지(313)를 한꺼번에 분산시키고 이를 고형화하여 형광체 수지층(31)을 형성한다.2 is a flowchart of a method of manufacturing an LED package according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing an LED package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. The fluorescent substance 311, the silica nano powder 312, and the silicone resin 313 are dispersed at once in the
다음으로, 단계 S22에서 형광체 수지층(31)의 상부에 황색 계열 형광체를 포함하는 제1 수지시트, 즉 제1 형광체 수지층(321a)을 적층한다. 이때, 소정 온도 및 시간의 열처리, 예를 들어 50℃ 온도에서 약 20분간 유지하여 형광체 수지층(31)을 가 경화시킨 상태에서 제1 수지시트를 적층할 수 있다.Next, in step S22, a first resin sheet including a yellow-based phosphor, that is, a first
다음으로, 단계 S23에서 제1 수지시트의 상부에 적색 계열 형광체를 포함하는 제2 수지시트, 즉 제2 형광체 수지층(321b)을 적층한다. 이때, 시트간의 접착력을 높이기 위해 형광체 수지층(31)과 제1 수지시트가 고형화된 완전경화 상태에서 제2 수지시트를 적층할 수 있다. 제2 수지시트를 적층하기 이전의 열처리는 제1 수지시트를 적층하기 위한 가 경화 열처리보다 높은 온도와 시간, 예를 들어 80℃ 이상의 온도에서 1시간동안 유지하는 조건으로 수행될 수 있다.Next, in step S23, a second resin sheet including a red-based phosphor, that is, a second
다음으로, 단계 S24에서 제2 수지시트의 상부에 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 제3 수지시트, 즉 제2 수지층(322)을 적층한다. 이 때, 시트간의 접착력을 높이기 위해 형광체 수지층(31)과 제1 및 제2 수지시트가 모두 고형화된 완전경화 상태에서 제3 수지시트를 적층할 수 있다. 제3 수지시트를 적층하기 이전의 열처리는 높은 온도와 시간의 열처리, 예를 들어 80℃ 이상의 온도에서 1시간동안 유지하는 조건으로 수행될 수 있다. 제3 수지시트 적층 후에 다시 완전경화 열처리가 끝나면, 낮은 온도에서 1시간 정도 쿨링(cooling) 과정을 거치게 되고, 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 엘이디 패키지의 제조가 완료될 수 있다.Next, in step S24, a third resin sheet including a microsphere material, that is, a
본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 패키지는, 형광체 수지층의 상부에, 에폭시와 같은 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 수지시트를 적층한 구조로 형성되며, 이에 따라 전광속을 증가시키고 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 패키지는 하부에서 상부 측으로 순차적으로 단파장과 장파장을 여기시키는 형광체 수지시트가 적층되는 구조로 형성되며, 이에 따라 엘이디 광원의 연색지수(演色指數)를 확보할 수 있다.An LED package according to an embodiment of the present invention is formed in a structure in which a resin sheet including a microsphere material such as epoxy is laminated on an upper portion of a fluorescent resin layer, thereby increasing a total luminous flux and improving a light efficiency . In addition, the LED package according to the embodiment of the present invention is formed in a structure in which a phosphor resin sheet that excites a short wavelength and a long wavelength sequentially from the bottom to the top side is stacked, thereby ensuring the color rendering index of the LED light source have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 패키지 제조 방법은 별도로 제작된 형광체 수지시트를 활용함으로써, 수지시트의 적층 횟수 및 교체를 통해 각기 다른 색좌표와 색상의 엘이디 패키지를 손쉽게 제조할 수 있으며, 엘이디 패키지의 제조 단가를 낮출 수 있다.In addition, the LED package manufacturing method according to the embodiment of the present invention can easily manufacture LED packages of different color coordinates and colors through the number of lamination and replacement of the resin sheets by using the separately prepared phosphor resin sheet, Can be reduced.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
기판(10)의 캐비티(11)에 색좌표상 청색(blue) 계열인 450nm 파장의 빛을 발산하는 발광다이오드로 구성된 엘이디 칩(20)을 실장하였다. 엘이디 칩(20)은 리드선과 연결하여, 20mA의 전류에서 동작하도록 하였다. 주사기를 이용하여 기판(10)의 캐비티(11)에 형광체 물질, 실리카 나노 분말, 실리콘 수지를 한꺼번에 분산시킨 형광체 수지층을 약 2mg 도포한 후, 50℃에서 20분 동안 가 경화시켰다. 가 경화작업 후 3층의 형광체 시트를 적층하였다.An
이때, 하부 1층의 형광체 시트는 YAG 계열 형광체가 분산된 실리콘 수지층으로, 그 위 2층의 형광체 시트는 Red 분말 형광체가 분산된 실리콘 수지층으로, 그 위 3층의 형광체 시트는 양자점(Quantum Dot) 형광체와 에폭시 수지를 한꺼번에 분산시킨 실리콘 수지층으로 제조하였다. 1층의 형광체 시트에서 YAG 계열의 형광체는 15~16중량%, 2층의 형광체 시트에서 Red 분말 형광체는 1.5~2중량%, 3층의 형광체 시트에서 양자점 형광체는 0.004중량%로 함유되도록 조성하였다.At this time, the phosphor sheet of the lower first layer is a silicon resin layer in which the YAG-base phosphor is dispersed, the phosphor sheet of the upper two layers is a silicone resin layer in which the red powder phosphor is dispersed, and the phosphor sheet of the upper three layers is a quantum dot Dot) phosphor and an epoxy resin were dispersed all at once. In the phosphor sheet of the first layer, 15 to 16% by weight of the YAG-based phosphor, 1.5 to 2% by weight of the red powdery phosphor in the two-layered phosphor sheet, and 0.004% by weight of the quantum dot- .
형광체 시트의 제작은 각 조성물이 충분히 분산되어진 실리콘 수지를 바코터를 이용하여 180μm~200μm의 두께로 수행하였다. 하부 1층의 형광체 시트는 형광체 수지층이 가 경화된 상태에서 적층하였고, 2층과 3층의 형광체 시트는 시트간의 접착력을 높이기 위해 충분히 경화된 상태에서 적층하였다. 3층에 함유되는 에폭시의 함량을 0%(미함유), 0.3%, 및 0.5%의 세 개의 값으로 달리하면서, 엘이디 패키지로부터 방출되는 광속(光束)을 공간적으로 적분하여 전광속을 측정하고, 엘이디 패키지의 상부측의 단위면적에 단위시간당 입사되는 광속의 값으로부터 광도(光度)를 측정하였다. 아래의 표 1은 각 에폭시 함량에 따른 전광속과 광도의 측정값을 나타낸다.The preparation of the phosphor sheet was carried out by using a bar coater in which the respective compositions were sufficiently dispersed to a thickness of 180 to 200 mu m. The phosphor sheet of the lower first layer was laminated in a state in which the phosphor resin layer was cured, and the phosphor sheet of the second layer and the third layer was laminated in a state of being sufficiently cured to increase the adhesive force between the sheets. The luminous flux emitted from the LED package was spatially integrated while varying the epoxy content in the third layer to three values of 0% (not included), 0.3%, and 0.5% The luminous intensity (luminous intensity) was measured from the value of the luminous flux incident per unit time in the unit area on the upper side of the LED package. Table 1 below shows measured values of total flux and luminous intensity according to each epoxy content.
에폭시가 0.3중량%로 적정 함량 첨가된 발명예의 경우, 에폭시가 첨가되지 않은 비교예에 비해, 전광속과 광도가 모두 상승되었음을 알 수 있다. 이는 에폭시 수지로 인해 마이크로스피어(Microsphere)가 형성되고, 발광다이오드 소자로부터 방출된 빛이 마이크로스피어(sphere)를 통과하면서 외부로의 광방출을 높이게 됨에 따른 효과이다. 반대로, 에폭시 수지가 0.4중량%를 초과하여 0.5중량% 첨가된 비교예의 경우, 전광속과 광도가 모두 하락하였다. 따라서, 마이크로스피어(Microshphere)의 형성을 위해 투여되는 에폭시 수지의 함량은 0.2~0.4중량%로 한정함이 바람직함을 알 수 있다.It can be seen that the total luminous flux and the luminous intensity are both increased as compared with the comparative example in which epoxy is not added in the case of the inventive example in which the epoxy content is 0.3% by weight. This is an effect that a microsphere is formed due to the epoxy resin and light emitted from the light emitting diode device passes through a microsphere to increase light emission to the outside. In contrast, in the case of the comparative example in which the epoxy resin was added in an amount of more than 0.4% by weight and 0.5% by weight, both the total flux and the luminous intensity dropped. Therefore, it is preferable that the content of the epoxy resin to be added for the formation of microspheres is limited to 0.2 to 0.4% by weight.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modified embodiments may be included within the scope of the present invention. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, The invention of a category.
1: 엘이디 패키지 10: 기판
11: 캐비티 20: 엘이디 칩
30: 수지층 31: 형광체 수지층
32: 형광체 시트 321: 제1 수지층
321a: 제1 형광체 수지층 321b: 제2 형광체 수지층
322: 제2 수지층1: LED package 10: substrate
11: Cavity 20: LED chip
30: resin layer 31: fluorescent material layer
32: phosphor sheet 321: first resin layer
321a: first
322: second resin layer
Claims (10)
상기 기판상에 실장된 엘이디 칩;
상기 기판의 캐비티에 형성되는 형광체 수지층; 및
상기 형광체 수지층의 상부에 적층되는 형광체 시트를 포함하며,
상기 형광체 시트는,
형광체가 분산된 제1 수지층; 및
마이크로스피어(Microsphere) 물질 및 양자점을 포함하는 제2 수지층을 포함하며,
상기 마이크로스피어 물질은 에폭시수지, 아크릴수지(Polymethyl Methacrylate) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate) 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 엘이디 패키지.Board;
An LED chip mounted on the substrate;
A phosphor resin layer formed in a cavity of the substrate; And
And a phosphor sheet laminated on the phosphor resin layer,
The above-
A first resin layer in which phosphors are dispersed; And
A second resin layer comprising a microsphere material and a quantum dot,
Wherein the microsphere material comprises at least one of an epoxy resin, an acrylic resin, and a polycarbonate.
상기 형광체 수지층은,
형광체 물질과, 실리카 나노 분말, 및 실리콘 수지를 포함하는 엘이디 패키지.The method according to claim 1,
The phosphor resin layer may be formed,
An LED package comprising a phosphor material, a silica nanopowder, and a silicone resin.
상기 기판상에 실장된 엘이디 칩;
상기 기판의 캐비티에 형성되는 형광체 수지층; 및
상기 형광체 수지층의 상부에 적층되는 형광체 시트를 포함하며,
상기 형광체 시트는,
형광체가 분산된 제1 수지층; 및
마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 제2 수지층을 포함하며,
상기 제2 수지층은,
양자점(Quantum Dot) 형광체 0.003~0.005중량%; 및
상기 마이크로스피어 물질인 에폭시수지 0.2~0.4중량%를 포함하는 엘이디 패키지.Board;
An LED chip mounted on the substrate;
A phosphor resin layer formed in a cavity of the substrate; And
And a phosphor sheet laminated on the phosphor resin layer,
The above-
A first resin layer in which phosphors are dispersed; And
And a second resin layer comprising a microsphere material,
Wherein the second resin layer comprises:
0.003 to 0.005% by weight of a Quantum Dot phosphor; And
And 0.2 to 0.4% by weight of an epoxy resin as the microsphere material.
상기 제1 수지층은,
소정 파장의 빛을 여기시키는 제1 형광체를 포함하는 제1 형광체 수지층; 및
상기 제1 형광체 수지층의 상부에 적층되고, 상기 소정 파장보다 장파장의 빛을 여기시키는 제2 형광체를 포함하는 제2 형광체 수지층을 포함하는 엘이디 패키지.The method according to any one of claims 1, 2, and 4,
Wherein the first resin layer comprises:
A first phosphor resin layer including a first phosphor which excites light of a predetermined wavelength; And
And a second phosphor resin layer laminated on the first phosphor resin layer and including a second phosphor that excites light having a longer wavelength than the predetermined wavelength.
상기 제1 형광체는 황색 계열 형광체이고,
상기 제2 형광체는 적색 계열 형광체인 엘이디 패키지.6. The method of claim 5,
The first phosphor is a yellow-based phosphor,
And the second phosphor is a red phosphor.
상기 형광체 수지층의 상부에 형광체 시트를 적층하는 단계를 포함하며,
상기 형광체 시트는,
형광체가 분산된 제1 수지층; 및
마이크로스피어(Microsphere) 물질 및 양자점을 포함하는 제2 수지층을 포함하며,
상기 마이크로스피어 물질은 에폭시수지, 아크릴수지(Polymethyl Methacrylate) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate) 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 엘이디 패키지 제조 방법.Forming a phosphor resin layer in a cavity of a substrate on which an LED chip is mounted; And
And laminating a phosphor sheet on the phosphor resin layer,
The above-
A first resin layer in which phosphors are dispersed; And
A second resin layer comprising a microsphere material and a quantum dot,
Wherein the microsphere material comprises at least one of an epoxy resin, an acrylic resin, and a polycarbonate.
상기 형광체 수지층은,
형광체 물질과, 실리카 나노 분말, 및 실리콘 수지를 포함하는 엘이디 패키지 제조 방법.8. The method of claim 7,
The phosphor resin layer may be formed,
A phosphor material, a silica nano powder, and a silicone resin.
상기 형광체 시트를 적층하는 단계는,
상기 형광체 수지층의 상부에 황색 계열 형광체를 포함하는 제1 수지시트를 적층하는 단계;
상기 제1 수지시트의 상부에 적색 계열 형광체를 포함하는 제2 수지시트를 적층하는 단계; 및
상기 제2 수지시트의 상부에 상기 마이크로스피어(Microsphere) 물질을 포함하는 제3 수지시트를 적층하는 단계를 포함하는 엘이디 패키지 제조 방법.8. The method of claim 7,
The step of laminating the phosphor sheet comprises:
Laminating a first resin sheet including a yellow-based phosphor on the phosphor resin layer;
Laminating a second resin sheet including a red phosphor on the first resin sheet; And
And laminating a third resin sheet including the microsphere material on the second resin sheet.
상기 기판의 캐비티에 형성되는 형광체 수지층; 및
상기 형광체 수지층의 상부에 적층되는 형광체 시트를 포함하며,
상기 형광체 시트는,
형광체가 분산된 제1 수지층; 및
마이크로스피어(Microsphere) 물질 및 양자점이 분산된 제2 수지층을 포함하는 엘이디 패키지.An LED chip mounted on a substrate;
A phosphor resin layer formed in a cavity of the substrate; And
And a phosphor sheet laminated on the phosphor resin layer,
The above-
A first resin layer in which phosphors are dispersed; And
An LED package comprising a microsphere material and a second resin layer dispersed in quantum dots.
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