KR101636516B1 - 렌즈 일체형 발광다이오드 모듈의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광다이오드 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 플립칩형 발광다이오드 칩이 진입되어 수용될 수 있게 상부가 개방되고 하부로 인입된 칩수용홈을 갖는 렌즈유니트를 형성하는 단계와, 렌즈 유니트의 상기 칩수용홈의 바닥면에 형광체를 충진하는 단계와, 칩수용홈 내의 형광체 위에 렌즈유니트와 플립칩형 발광다이오드 칩을 상호 접합하기 위한 접착제를 충진하는 단계와, 렌즈 유니트의 칩수용홈 내에 전극이 외부로 노출되게 플립칩형 발광다이오드칩을 진입시켜 접착제에 의해 접합되게 처리하는 단계를 포함한다. 이러한 렌즈를 갖는 발광다이오드 모듈의 제조방법에 의하면, 렌즈 유니트에 상부가 열리게 형성된 칩수용홈 내에 형광체 및 접착제를 순차적으로 충진한 후 발광다이오드 칩을 칩수용홈 내에 진입되게 하여 발광다이오드 모듈을 제작함으로써 발광다이오드 칩 단위로 렌즈 및 형광체를 갖는 구조로 형성할 수 있다.
Description
본 발명은 발광다이오드 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 렌즈를 발광다이오드칩에 일체화 하는 공정을 단순화하는 발광다이오드 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 적용하는 반도체 화합물의 재료의 변경을 통해 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자이다.
최근 LED 소자는 비약적인 반도체 기술의 발전에 힘입어, 저휘도의 범용제품에서 탈피하여, 고휘도 및 고품질의 제품 생산이 가능해졌다.
또한, 청색(blue)과 백색(white) LED의 구현이 현실화됨에 따라서, LED는 디스플레이 및 차세대 조명 광원 등으로 그 응용가치가 확대되고 있다.
백라이트 유닛(back light unit)용 LED 및 조명용 LED의 제품은 발광다이오드 칩에서 출사되는 광을 확산시키는 렌즈(lens)가 적용된다.
이러한 렌즈는 빛을 투과하면서 확대해주는 역할과 패키징 작용을 하여 발광칩 및 전극을 보호하는 역할을 하게 된다.
이러한 렌즈를 갖는 발광다이오드 패키지 구조는 국내 등록특허 제10-0703216호 등 다양하게 개시되어 있다.
한편, 종래에는 발광다이오드 칩을 패키징한 패키지 본체를 통해 렌즈를 결합하는 방식을 적용하고 있어, 패키지 본체를 생략할 수 있는 구조도 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 발광다이오드칩 단위로 렌즈와 일체할 수 있는 발광다이오드 모듈의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 렌즈를 갖는 발광다이오드 모듈의 제조방법은 가. 플립칩형 발광다이오드 칩이 진입되어 수용될 수 있게 상부가 개방되고 하부로 인입된 칩수용홈을 갖는 렌즈유니트를 형성하는 단계와; 나. 상기 렌즈 유니트의 상기 칩수용홈의 바닥면에 형광체를 충진하는 단계와; 다. 상기 칩수용홈 내의 상기 형광체 위에 상기 렌즈유니트와 상기 플립칩형 발광다이오드 칩을 상호 접합하기 위한 접착제를 충진하는 단계와; 라. 상기 렌즈 유니트의 칩수용홈 내에 전극이 외부로 노출되게 상기 플립칩형 발광다이오드칩을 진입시켜 상기 접착제에 의해 접합되게 처리하는 단계;를 포함한다.
상기 렌즈 유니트는 상기 칩수용홈이 상호 이격되게 다수 형성된 판형상의 베이스 부분과, 상기 베이스 부분의 상기 칩수용홈 반대편에 상기 베이스 부분으로부터 돌출되게 형성된 제1렌즈가 상호 이격되어 상기 베이스 부분과 일체로 형성된 것을 적용한다.
또한, 상기 렌즈 유니트는 상기 제1렌즈들 사이 영역에 칩단위로 절단을 가이드하는 절단가이드홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 마. 상기 플리칩형 발광다이오드칩이 상기 접착제에 의해 접합된 상기 칩수용홈 내에 실리콘 봉지제를 충진하고 경화하는 단계와; 바. 상기 절단가이드홈에 의해 상기 플립칩형 발광다이오드칩 단위로 분리하는 단계와; 사. 상기 플립칩형 발광다이오드칩의 전극에 솔더를 형성하여 실장대상 회로기판에 접합하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 마. 상기 플리칩형 발광다이오드칩이 상기 접착제에 의해 접합된 상기 칩수용홈 내에 실리콘 봉지제를 충진하고 경화하는 단계와; 바. 상기 플리칩형 발광다이오드칩의 전극이 노출되는 면과 나란한 베이스 부분상에 제1절연층을 도포하는 단계와; 사. 상기 플립칩형 발광다이오드칩의 전극이 노출되게 상기 제1절연층으로 상기 전극까지 비아홀을 형성하는 단계와; 아. 상기 비아홀로부터 상기 제1절연층 외측으로 배선 패턴을 프린팅하는 단계와; 자. 상기 배선 패턴 중 외부에 대해 절연이 요구 영역에 대해 절연소재로 피복되게 제2절연층을 프린팅하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 렌즈를 갖는 발광다이오드 모듈의 제조방법에 의하면, 렌즈 유니트에 상부가 열리게 형성된 칩수용홈 내에 형광체 및 접착제를 순차적으로 충진한 후 발광다이오드 칩을 칩수용홈 내에 진입되게 하여 발광다이오드 모듈을 제작함으로써 발광다이오드 칩 단위로 렌즈 및 형광체를 갖는 구조로 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 발광다이오드칩과 렌즈 유니트를 분리도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 발광다이오드칩이 렌즈 유니트에 접합된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 3 및 도 4는 도 2의 단위 발광다이오드 모듈을 표면실장방식으로 회로기판에 접합하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 5 내지 도 7은 도 2의 단위 발광다이오드 모듈을 인쇄방식으로 후속처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 발광다이오드칩이 렌즈 유니트에 접합된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 3 및 도 4는 도 2의 단위 발광다이오드 모듈을 표면실장방식으로 회로기판에 접합하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 5 내지 도 7은 도 2의 단위 발광다이오드 모듈을 인쇄방식으로 후속처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드 모듈을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 발광다이오드칩과 렌즈 유니트를 분리도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 발광다이오드칩과 렌즈 유니트가 상호 접합된 상태를 나타내 보인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 발광다이오드 모듈(100)은 발광다이오드칩(110)과 렌즈 유니트(130)를 구비한다.
발광다이오드칩(110)은 발광면(11) 반대편에 상호 이격된 제1 및 제2전극(112)(113)을 갖는 플립칩형 발광다이오드칩이 적용된다.
렌즈 유니트(130)는 미리 금형을 통해 실리콘소재 또는 PMMA 소재로 제작된 것으로서, 발광다이오드 칩(110)이 각각 진입되어 수용될 수 있게 상부가 개방되고 하부로 인입된 칩수용홈(134)이 형성되어 있다.
여기서, 칩수용홈(134)의 깊이는 발광다이오드 칩(110)이 수용될 수 있으면서 후술되는 형광체(141) 및 접착제(143)를 충진할 수 있게 적절하게 적용하면 된다.
렌즈 유니트(130)를 구분하면, 발광다이오드 칩(110)을 개별적으로 수용할 수 있게 상호 이격되게 칩수용홈(134)이 상부가 열리게 형성되어 있고, 판형 형상으로 형성된 베이스 부분(131)과, 베이스 부분(131)의 칩수용홈(134) 반대편에 베이스 부분(131)으로부터 하부로 볼록한 형상으로 돌출되게 형성된 제1렌즈(150)를 갖는 구조로 되어 있다.
여기서 볼록형 제1렌즈(150)들은 베이스 부분(131)과 일체로 금형에 의해 형성된다.
또한, 렌즈 유니트(130)는 제1렌즈(150)들 사이 영역에 칩단위로 절단을 가이드하는 'V'자형 절단가이드홈(138)이 형성되어 있다.
이러한 렌즈 유니트(130)를 이용하여 발광다이오드 모듈(100)을 제작하는 과정을 설명하면, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈유니트(130)의 제1렌즈(150)가 하방에 위치하고, 칩수용홈(134)의 개방된 부분이 상방으로 노출되게 렌즈 유니트(130)를 지지대상체(미도시)에 지지시킨 다음, 칩수용홈(134)의 바닥면에 형광체(141)를 충진한다.
여기서 지지대상체는 렌즈 유니트(130) 형성용 수지를 주입하여 성형한 후 상부 금형이 분리된 하부 금형 그대로를 이용할 수 있음은 물론이다.
또한, 발광다이오드 칩(110)의 발광색을 조정하기 위해 적용하는 형광체(141)의 종류 및 성분 등은 다양하게 공지되어 있어, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음은 형광체(141) 위에 렌즈유니트(130)와 발광다이오드 칩(110)을 상호 접합하기 위한 접착제(143)을 충진한다.
접착제(143)는 통상적으로 적용되는 실리콘 봉지제를 적용하면 된다.
이후, 렌즈 유니트(130)의 칩수용홈(134) 내에 전극(112)(113) 상부를 향하고 발광면(1110이 형광체(141)를 향하도록 발광다이오드칩(110)을 진입시켜 발광다이오드칩(110)을 렌즈 유니트(130)에 접착제(143)에 의해 상호 접합한다.
또한, 발광다이오드칩(110)이 접착제(143)에 의해 접합된 칩수용홈(134) 내에 실리콘 봉지제(145)를 충진하고 경화하면 도 2에 도시된 발광다이오드 모듈(100)이 제조된다.
이러한 발광다이오드모듈(100)은 절단가이드홈(138)에 의해 플립칩형 발광다이오드칩(110) 단위로 분리하여 사용하면 된다.
일 예로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 발광다이오드 모듈(100)의 제1 및 제2전극(112)(113)에 솔더(210)를 형성하고, 솔더(210) 형성 영역을 벗어난 부분에 투명 실리콘층(230)을 형성한 다음 제1 및 제2 전극(112)(113)에 대응되는 접속단자(251)(252)가 마련된 회로기판(250)에 접합하여 사용할 수 있다.
이와는 다르게 제1 및 제2전극에 대응되는 전극패턴을 외부에 보다 확장되게 형성하여 이용할 수 있도록 도 2에 도시된 구조로 제조된 발광다이오드 모듈(100)에 대해 도 5에 도시된 바와 같이 발광다이오드칩(110)의 제1 및 제2전극(112)(113)이 노출되는 면과 나란한 베이스 부분(131)상에 제1절연층(310)을 프린팅에 의해 도포하고, 발광다이오드칩(110)의 제1 및 제2전극(112)(113)이 노출되게 제1절연층(310)으로부터 제1 및 제2전극(112)(113)까지 비아홀(315)을 형성한다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이 비아홀(315)로부터 제1절연층(310) 외측으로 도전소재로 배선 패턴(320)을 프린팅하여 형성한다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 배선 패턴(320) 중 외부에 대해 절연이 요구되는 적절한 영역에 대해 절연소재로 피복되게 제2절연층(330)을 프린팅한다.
여기서, 배선패턴(320)은 전력공급이 가능하게 제2절연층(330)에 대해 일부가 외부가 노출되게 처리된다.
이상에서 설명된 렌즈 일체형 발광다이오드 모듈(100)의 제조방법에 의하면, 렌즈 유니트(130)에 형성된 칩수용홈(134) 내에 형광체(141)와 접착체(143)를 순차적으로 충진한 후 발광다이오드칩(110)을 칩수용홈(134) 내에 진입시켜 접합하는 과정에 의해 형광체 및 렌즈 형성과정이 한 번에 이루어질 수 있어 제조공정이 단순화되는 장점을 제공한다.
또한, 발광다이오드 칩단위로 발광다이오드모듈(100)을 제작할 수 있다.
110: 발광다이오드칩 130: 렌즈 유니트
134: 칩수용홈 150: 제1렌즈
134: 칩수용홈 150: 제1렌즈
Claims (5)
- 가. 플립칩형 발광다이오드 칩이 진입되어 수용될 수 있게 상부가 개방되고 하부로 인입된 칩수용홈을 갖는 렌즈유니트를 형성하는 단계와;
나. 상기 렌즈 유니트의 상기 칩수용홈의 바닥면에 형광체를 충진하는 단계와;
다. 상기 칩수용홈 내의 상기 형광체 위에 상기 렌즈유니트와 상기 플립칩형 발광다이오드 칩을 상호 접합하기 위한 접착제를 충진하는 단계와;
라. 상기 렌즈 유니트의 칩수용홈 내에 전극이 외부로 노출되게 상기 플립칩형 발광다이오드칩을 진입시켜 상기 접착제에 의해 접합되게 처리하는 단계;를 포함하고,
상기 렌즈 유니트는
상기 칩수용홈이 상호 이격되게 다수 형성된 판형상의 베이스 부분과, 상기 베이스 부분의 상기 칩수용홈 반대편에 상기 베이스 부분으로부터 돌출되게 형성된 제1렌즈가 상호 이격되어 상기 베이스 부분과 일체로 형성된 것을 적용하며,
마. 상기 플립칩형 발광다이오드칩이 상기 접착제에 의해 접합된 상기 칩수용홈 내에 실리콘 봉지제를 충진하고 경화하는 단계와;
바. 상기 플립칩형 발광다이오드칩의 전극이 노출되는 면과 나란한 베이스 부분상에 제1절연층을 도포하는 단계와;
사. 상기 플립칩형 발광다이오드칩의 전극이 노출되게 상기 제1절연층으로 상기 전극까지 비아홀을 형성하는 단계와;
아. 상기 비아홀로부터 상기 제1절연층 외측으로 배선 패턴을 프린팅하는 단계와;
자. 상기 배선 패턴 중 외부에 대해 절연이 요구 영역에 대해 절연소재로 피복되게 제2절연층을 프린팅하는 단계;를 포함하고,
상기 렌즈 유니트는 상기 제1렌즈들 사이 영역에 칩단위로 절단을 가이드하는 절단가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈의 제조방법.
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- 2015-03-10 KR KR1020150033268A patent/KR101636516B1/ko active IP Right Grant
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