KR101817026B1 - Led 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드(LED) 패키지 및 그 제조방법을 제공하며, 상기 LED 패키지는 제1 프레임(10), 복수의 LED 소자(20), 봉지재(30) 및 QD레일(40)을 포함하고, 상기 제1 프레임(10)은 PCB 기판(12) 및 4개의 측벽(14)을 포함하며, 상기 4개의 측벽(14)으로 수용공간(18)을 둘러싸고, 상기 복수의 LED 소자(20)는 상기 PCB 기판(12)에 실장되어 전기적으로 연결되고, 상기 봉지재(30)는 상기 수용공간(18)에 충진되며, 상기 4개의 측벽(14) 모든 상단에 실장부(16)가 설치되어, 상기 QD레일(40)이 상기 실장부(16)에 실장되고, 상기 QD레일(40)은 봉지재(30)의 상부에 위치하며, 상기 제1 프레임(10), 복수의 LED 소자(20) 및 QD레일(40)은 일체형으로 봉지되어 함께 고정 조립된다.

Description

LED 패키지 및 그 제조방법{LED PACKAGE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드) 패키징 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 양자소자를 구비한 LED 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
양자점(Quantum Dots, QD)은 나노결정이라고도 칭할 수 있으며, 제한적인 수량의 원자로 구성되고, 3개의 차원 크기가 모두 나노미터급이다. 도 1을 참조하면, 양자점은 일반적으로 구형 또는 유사구형으로서, 반도체 소재(통상적으로 Ⅱ~Ⅳ족 또는 Ⅲ~Ⅴ족 원소로 구성된다)로 제조되며, 안정적인 직경이 1-10nm 사이에 개재되는 나노입자이다. 양자점은 나노 크기의 원자와 분자의 집합체로서, 즉 Ⅱ, Ⅳ족 원소(예를 들어 CdS, CdS, CdTe, ZnSe 등) 또는 Ⅲ, Ⅴ족 원소(예를 들어 InP, InAs 등)와 같은 반도체 소재로 구성될 수도 있고, 2종 또는 2종 이상의 반도체 소재로 구성될 수도 있다.
양자점은 전도대 전자, 가전자대 홀 및 엑시톤이 3개의 공간 방향에서 구속된 반도체 나노구조이다. 전도대 전자와 가전자대 홀이 양자에 의해 제한되기 때문에, 연속되는 에너지 밴드 구조가 분자 특성을 지닌 분리 에너지 준위 구조로 변화되며, 자극을 받은 후에는 형광을 발광할 수 있게 된다. 양자 효과에 따라, 양자점은 태양전지, 발광소자, 광학 생물표지 등 분야에서 광범위한 응용 전망이 있다.
양자점의 광전기 특성은 크기 및 형상과 밀접한 관련이 있다. 연구를 통해 양자점의 에너지 밴드 밴드갭은 크기와 반비례를 이루며, 즉 양자점의 크기가 작을수록 에너지 밴드의 밴드갭이 넓어지고, 방출되는 빛은 청색광쪽으로 치우친다는 것이 밝혀졌다. 따라서 양자점의 크기를 제어하면 상이한 방출 스펙트럼을 갖는 양자점을 제조할 수 있다. 양자점 발광 스펙트럼의 강도는 도 2에 도시된 바와 같으며, 도면을 통해 알 수 있듯이, 양자점 발광 스펙트럼의 하프피크 폭(약 50-60nm)이 현재 LED 램프에 흔히 사용되는 녹색(하프피크 폭 약 80nm), 적색 형광분말(하프피크 폭 약 100nm)의 하프피크 폭보다 좁다. 텔레비전에 응용할 경우, 포토레지스트(컬러필터(Color Filter, CF))와 잘 조화를 이루어 고투과율을 구현할 수 있는 동시에, 넓은 색영역을 보장할 수 있다.
현재, 상업적인 양자점 소재는 주로 셀렌화카드뮴(Cadmium Selenide, CdSe)을 코어로 하고, 황화카드뮴(Cadmium Sulfide, CdS)을 쉘로 한다. 양자점 소재는 고온 및 산소의 영향을 받으면 효력을 상실할 수 있기 때문에, 현재 상업적으로 양자점을 운용하려면 모두 양자점 소재의 보호가 필요하다. 양자점 소재를 보호하는 방법은 주로 두 종류로 구분되며, 하나는 QD 필름(QD-film) 형식을 이용하는 것으로, 그 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 소재(104)를 통해 양자점 소재(102)를 봉지하는 방식이며, 도면에는 방습층(moisture barrier layer)(106) 및 LED 봉지재(encapsulant)(108)를 더 도시하였다; 또 다른 형식은 QD레일(QD-rail) 형식으로서, 그 구조는 도 4에 도시된 바와 같이, 중공의 유리관(202)으로 양자점 소재(102)를 봉지하는 것이다.
QD필름은 양자점 소재가 많이 필요하고, 또한 백라이트 모듈(Back Light Unit, BLU) 중의 색도 제어가 어려워 양산성이 낮은 반면, QD레일은 가격 및 색도 제어면에서 모두 비교적 양산성이 높다. 사이드 엣지형 백라이트 모듈에 응용 시, QD레일(302)과 LED 소자(304)의 조합 및 조립은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, LED 소자(304)가 PCB 보드(306)의 믹싱컵(mixing cup)(308) 내에 실장되어, PCB 기판(306)과 전기적으로 연결되며, 상기 믹싱컵(308)은 출광면을 구비하며, 즉 QD레일(302)은 상기 출광면에 실장된다. QD레일(302)과 LED 소자(304)의 조립 과정은 도 7에 도시된 바와 같으며, QD레일(302)과 LED소자(304)의 조립은 3가지 단계를 포함한다. 첫 번째, LED 소자(304)를 PCB 기판(306)에 실장함과 동시에, LED 소자(304)를 PCB 기판(306)과 전기적으로 연결한다. 두 번째, 상기 PCB 기판(306)에 믹싱컵(308)을 형성한다. 세 번째, 믹싱컵(308)의 출광면에 QD레일(302)을 실장한다. QD레일(302)의 이용률을 보장하고, 광 누설 등 문제를 감소시키기 위하여, QD레일(302)과 LED 소자(304)의 조합은 양호한 정렬을 유지해야 히며; 또한 믹싱컵(308)과 QD레일(302)의 조합 역시 양호한 안정성을 보장하여 요동, 이탈 등의 상황을 방지해야 한다. QD레일(302)의 유리관은 쉽게 부서지는 특성이 있으므로, 조립 과정에서 매우 큰 어려움과 위험을 초래할 수 있다.
본 발명의 목적은 QD레일과 LED 소자를 일체형으로 봉지한 LED 패키지를 제공하여, 장착이 견고하고, QD레일을 응용한 백라이트 모듈의 조립 난도를 저하시킴과 동시에, 종래 기술 중 LED 소자와 QD레일의 정렬의 부정확함으로 인한 광 누설 문제를 방지함으로써, 상기 LED 패키지를 응용한 텔레비전의 측면 프레임 폭을 감소시키고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 조작이 간단한 LED 패키지의 제조방법을 더 제공하여, QD레일과 LED 소자를 일체형으로 봉지하여, 장착이 견고하고, QD레일을 응용한 백라이트 모듈의 조립 난도를 저하시킴과 동시에, 종래 기술 중 LED 소자와 QD레일의 정렬의 부정확함으로 인한 광 누설 문제를 방지함으로써, 상기 LED 패키지를 응용한 텔레비전의 측면 프레임 폭을 감소시키고자 하는데 있다.
상기 목적을 구현하기 위하여, 본 발명은 제1 프레임, 복수의 LED 소자, 봉지재 및 QD레일을 포함하고, 상기 제1 프레임은 PCB 기판 및 상기 PCB 기판 둘레의 가장자리에 형성되는 4개의 측벽을 포함하며, 상기 4개의 측벽으로 수용공간을 둘러싸고, 상기 복수의 LED 소자는 상기 PCB 기판에 실장되어 상기 수용공간 내에 위치하면서 상기 PCB 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 봉지재는 상기 수용공간에 충진되며, 상기 4개의 측벽 모든 상단에 실장부가 설치되어, 상기 QD레일이 상기 실장부에 실장되고, 상기 QD레일은 상기 봉지재의 상방에 위치하며, 상기 제1 프레임, 복수의 LED 소자 및 QD레일은 일체형으로 봉지되어 함께 고정 조립되는 LED 패키지를 제공한다.
상기 실장부는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이는 상기 QD레일의 두께와 동일하여, 상기 QD레일이 상기 위치제한홈에 체결 실장된다.
상기 복수의 LED 소자는 복수의 LED 칩이고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 복수의 LED 소자가 복수의 논플립 블루칩인 경우, 각각의 상기 LED 소자는 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 복수의 LED 소자가 복수의 플립 블루칩인 경우, 각각의 상기 LED 소자는 다이본딩 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장된다.
각각의 상기 LED 소자는 제2 프레임, 및 상기 제2 프레임에 실장되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 LED 칩을 포함하며, 상기 복수의 LED 소자는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되고, 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장된다.
상기 QD레일은 유리관 및 상기 유리관 내에 밀봉되는 양자점 소재를 포함하고, 상기 위치제한홈의 심도는 상기 유리관의 관벽 두께 이상이며, 상기 유리관 단부의 단면은 직사각형이고; 상기 4개의 측벽의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트이며; 상기 봉지재는 실리콘겔이다.
본 발명은 이하의 단계를 포함하는 LED 패키지의 제조방법을 더 제공한다:
단계 1: PCB 기판 및 상기 PCB 기판 둘레의 가장자리에 형성되는 4개의 측벽을 포함하고, 상기 4개의 측벽 모든 상단에 실장부가 설치되며, 상기 4개의 측벽으로 수용공간을 둘러싸는 제1 프레임을 제공하는 단계;
단계 2: 복수의 LED 소자를 제공하고, 상기 복수의 LED 소자를 상기 제1 프레임의 PCB 기판에 실장하고, 상기 복수의 LED 소자를 수용공간 내에 설치하여, 상기 복수의 LED 소자를 PCB 기판과 전기적으로 연결시키는 단계;
단계 3: 상기 제1 프레임의 수용공간으로 봉지재를 주입하는 단계;
단계 4: QD레일을 제공하고, 상기 QD레일을 상기 4개의 측벽의 실장부에 실장하여, 상기 QD레일을 상기 봉지재의 상방에 위치시키는 단계;
단계 5: 상기 봉지재를 경화시키는 단계.
상기 복수의 LED 소자는 복수의 LED 칩이고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장하고; 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장한다.
각각의 상기 LED 소자는 제2 프레임 및 상기 제2 프레임에 실장되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 LED 칩을 포함하며, 상기 단계 2에서 상기 복수의 LED 소자는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되고, 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장된다.
상기 실장부는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이는 상기 QD레일의 두께와 동일하여, 상기 단계 4에서 상기 QD레일이 상기 위치제한홈에 체결 실장되며; 상기 단계 5에서 가열 방식으로 봉지재를 경화시킨다.
상기 QD레일은 유리관 및 상기 유리관 내에 밀봉되는 양자점 소재를 포함하고, 상기 위치제한홈의 심도는 상기 유리관의 관벽 두께 이상이며, 상기 유리관 단부의 단면은 직사각형이고; 상기 4개의 측벽의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트이며; 상기 봉지재는 실리콘겔이다.
본 발명은 LED 이하의 단계를 포함하는 LED 패키지의 제조방법을 더 제공한다:
단계 1: PCB 기판 및 상기 PCB 기판 둘레의 가장자리에 형성되는 4개의 측벽을 포함하고, 상기 4개의 측벽 모든 상단에 실장부가 설치되며, 상기 4개의 측벽으로 수용공간을 둘러싸는 제1 프레임을 제공하는 단계;
단계 2: 복수의 LED 소자를 제공하고, 상기 복수의 LED 소자를 상기 제1 프레임의 PCB 기판에 실장하고, 상기 복수의 LED 소자를 수용공간 내에 설치하여, 상기 복수의 LED 소자를 PCB 기판과 전기적으로 연결시키는 단계;
단계 3: 상기 제1 프레임의 수용공간으로 봉지재를 주입하는 단계;
단계 4: QD레일을 제공하고, 상기 QD레일을 상기 4개의 측벽의 실장부에 실장하여, 상기 QD레일을 상기 봉지재의 상방에 위치시키는 단계;
단계 5: 상기 봉지재를 경화시키는 단계를 포함하며;
상기 복수의 LED 소자는 복수의 LED 칩이고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장하고; 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장한다.
각각의 상기 LED 소자는 제2 프레임 및 상기 제2 프레임에 실장되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 LED 칩을 포함하며, 상기 2단계에서 상기 복수의 LED 소자는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되고, 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장된다.
상기 실장부는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이는 상기 QD레일의 두께와 동일하여, 상기 단계 4에서 상기 QD레일이 상기 위치제한홈에 체결 실장되며; 상기 단계 5에서 가열 방식으로 봉지재를 경화시킨다.
상기 QD레일은 유리관 및 상기 유리관 내에 밀봉되는 양자점 소재를 포함하고, 상기 위치제한홈의 심도는 상기 유리관의 관벽 두께 이상이며, 상기 유리관 단부의 단면은 직사각형이고; 상기 4개의 측벽의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트이며, 상기 봉지재는 실리콘겔이다.
본 발명의 LED 패키지 및 그 제조방법은, QD레일을 LED 소자와 일체형으로 봉지하는 LED 패키지 및 그 제조방법을 제공하여, 장착이 견고하고, QD레일을 응용한 백라이트 모듈의 조립 난도를 저하시킴과 동시에, 종래 기술에 나타나는 LED 소자와 QD레일의 부정확한 정렬로 인한 광 누설 문제를 방지하고, 또한 상기 LED 패키지를 응용한 TV의 측면 프레임 폭을 더욱 감소시킬 수 있다.
이하 첨부도면을 결합하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 상세히 설명하며, 본 발명의 기술 방안 및 기타 유익한 효과가 자명해질 것이다.
도면 중,
도 1은 종래 기술 중 양자점의 구조도이다.
도 2는 종래 기술 중 양자점 발광 스펙트럼의 광강도도이다.
도 3은 종래 기술 중 양자점 필름 구조도이다.
도 4는 종래 기술 중 QD레일 구조도이다.
도 5는 종래 기술의 사이드 엣지형 백라이트 모듈 중 QD레일과 LED 소자가 조합된 단면도이다.
도 6은 종래 기술의 사이드 엣지형 백라이트 모듈 중 QD레일과 LED 소자가 조합된 평면도이다.
도 7은 종래 기술의 사이드 엣지형 백라이트 모듈 중 QD레일과 LED 소자의 조립 과정도이다.
도 8은 본 발명의 LED 패키지의 일 실시예의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 LED 패키지의 평면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 LED 패키지의 공정 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 LED 패키지의 또 다른 일 실시예의 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 LED 패키지의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 LED 패키지의 제조방법 흐름도이다.
본 발명의 특징 및 기술 내용을 더욱 구체적으로 이해할 수 있도록, 이하 본 발명과 관련된 상세한 설명과 첨부도면을 참조하기 바라며, 단 첨부도면은 단지 참고 및 설명용으로만 제공될 뿐, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명이 채택한 기술 수단 및 그 효과를 더욱 구체적으로 밝히기 위하여, 이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 그 도면을 결합하여 상세히 설명한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명은 디스플레이 기술 분야의 백라이트 모듈에 응용할 수 있는 LED 패키지를 제공하며, 이는 구체적으로 제1 프레임(10), 복수의 LED 소자(20), 봉지재(30) 및 QD레일(40)을 포함하고, 상기 제1 프레임(10)은 PCB 기판(12) 및 상기 PCB 기판(12)의 둘레 가장자리에 형성되는 4개의 측벽(14)을 포함하며, 상기 4개의 측벽(14)으로 수용공간(18)을 둘러싸고, 상기 복수의 LED 소자(20)는 상기 PCB 기판(12)에 실장되어 상기 수용공간(18) 내에 위치하면서 상기 PCB 기판(12)과 전기적으로 연결되고, 상기 봉지재(30)는 상기 수용공간(18)에 충진되며, 상기 4개의 측벽(14) 모든 상단에 실장부(16)가 설치되어, 상기 QD레일(40)이 상기 실장부(16)에 실장되고, 상기 QD레일(40)은 상기 봉지재(30)의 상방에 위치한다. 상기 제1 프레임(10), 복수의 LED 소자(20) 및 QD레일(40)은 일체형으로 봉지되어 함께 고정 조립됨으로써, QD레일(40)을 응용한 백라이트 모듈의 조립 난도를 저하시킴과 동시에, 종래 기술에 나타나는 QD레일과 LED 소자의 부정확한 정렬로 인한 광 누설 문제를 방지할 수 있다.
상기 복수의 LED 소자(20)는 모두 PCB 기판(12)에 실장되고, PCB 기판(12)과 전기적으로 연결되어 LED 라이트바의 효과를 형성한다. 상기 제1 프레임(10)의 형성방식은, 회로구조가 이미 식각된 PCB 기판(12)에 사출성형 방식을 이용하여, 상기 PCB 기판(12)에 4개의 측벽(14)을 형성하는 방식이다. 상기 복수의 LED 소자(20), 봉지재(30) 및 QD레일(40)은 모두 상기 수용공간(18) 내에 수용되며, 상기 4개의 측벽(14)의 모든 상단에 실장부(16)가 설치되고, 봉지재(30)가 수용공간(18)에 충진되는 높이는 상기 실장부(16)와 정확하게 일치하여, 상기 QD레일(40)이 상기 실장부(16)에 고정된다. 본 실시예에서, 상기 실장부(16)는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이(h)는 상기 QD레일(40)의 두께와 같음으로써, 상기 QD레일(40)이 상기 위치제한홈에 체결 실장된다. 상기 4개의 측벽(14)의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트(PCT)인 것이 바람직하다.
상기 복수의 LED 소자(20)는 복수의 LED 칩이며, 상기 복수의 LED 칩은 COB(chip on board) 본딩 방식으로 PCB 기판(12)에 직접 다이본딩되어, LED 라이트바의 효과를 형성한다. 바람직하게는, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 복수의 LED 소자(20)가 복수의 논플립 블루칩일 경우, 각각의 상기 LED 소자(20)는 다이본딩 공정 또는 와이어 본딩 공정을 통해 상기 PCB 기판(12)에 실장되고, 상기 복수의 LED 소자(20)가 복수의 플립 블루칩일 경우, 와이어 본딩 공정을 생략할 수 있으며, 즉 각각의 상기 LED 소자(20)는 다이본딩 공정을 통해 상기 PCB 기판(12)에 실장된다.
상기 QD레일(40)은 유리관(42) 및 상기 유리관(42) 내에 밀봉되는 양자점 소재(44)를 포함하며, 상기 위치제한홈의 심도(d)는 상기 유리관(42) 관벽의 두께 이상이다. 상기 유리관(42) 관벽의 두께 이상이라는 전제 하에, 상기 위치제한홈의 심도(d)를 가능한 한 작게 하면, QD레일(40)을 가볍게 누르는 방식으로 QD레일(40)을 신속하게 위치제한홈 내에 실장할 수 있으며, 또한 QD레일(40)을 손상시키지 않는다. 상기 유리관(42) 단부의 단면은 직사각형으로, 상기 LED 패키지의 슬림화를 구현하기에 유리하다. 언급할 만한 점은, 본 실시예 중 LED 칩은 블루칩으로서, 방출되는 빛은 청색광이며, LED 칩이 방출하는 빛이 QD레일(40)의 가장자리로부터 나올 경우, 상기 방출되는 빛은 청색광이므로, 요구와 부합하지 않는다. 상기와 같은 경우가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 제1 프레임(10)의 4개의 측벽(14) 상의 위치제한홈의 심도(d)를 QD레일(12) 의 유리관(42) 관벽 두께와 동일하게(또는 약간 크게) 하면 LED 칩이 방출하는 청색광이 상기 유리관(42)의 둘레 관벽을 관통하여 투사되는 것을 방지할 수 있으며, 이때 LED 칩이 방출하는 청색광은 모두 QD레일(40) 중의 양자점 소재(44)를 거치게 되므로, 마지막으로 방출되는 광선은 모두 백색광이다.
상기 봉지재(30)는 그 상부에 위치한 QD레일(40 )을 고정시키고, 노출된 LED칩(및 노출된 와이어)을 보호하기 위한 것으로서, 상기 봉지재(30)는 실리콘겔인 것이 바람직하다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 선택 가능한 또 다른 바람직한 일실시예로서, 상기 복수의 LED 소자(20')는 복수의 LED 램프이며, 이는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판(12)에 실장된다. 구체적으로, 각각의 상기 LED 소자(20')는 제2 프레임(22), 및 상기 제2 프레임(22)에 실장되어 상기 제2 프레임(22)과 전기적으로 연결되는 LED 칩(24)을 포함하며, 제2 프레임(22)을 통해 LED 칩(24)을 더욱 잘 보호할 수 있고, 이와 동시에 QD레일(40)과 PCB 기판(12)의 전체적인 높이를 증가시킬 수 있다. 상기 LED 칩(24)은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩(24)이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩(24)은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임(22)에 실장되고, 상기 LED 칩(24)이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩(24)은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임(22)에 실장된다.
도 13을 참조하면서 도 8 내지 도 12를 동시에 결합해보면, 본 발명은 이하 단계를 포함하는 LED 패키지의 제조방법을 더 제공한다.
단계 1: PCB 기판(12) 및 상기 PCB 기판(12) 둘레 가장자리에 형성되는 4개의 측벽(14)을 포함하고, 상기 4개의 측벽(14) 모든 상단에 실장부(16)가 설치되며, 상기 4개의 측벽(14)으로 수용공간(18)을 둘러싸는 제1 프레임(10)을 제공하는 단계.
상기 제1 프레임(10)의 형성방식은, 회로구조가 이미 식각된 PCB 기판(12)에 사출성형 방식을 이용하여, 상기 PCB 기판(12)에 4개의 측벽(14)을 형성하는 방식이다. 상기 4개의 측벽(14)의 모든 상단에 실장부(16)를 설치하고, 본 실시예에서, 상기 실장부(16)는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 폭을 QD레일의 가장자리 두께와 같게(또는 약간 크게) 함으로써, LED 칩이 방출하는 청색광이 전부 QD레일 중의 양자점 소재를 거쳐, 마지막으로 방출되는 광선이 모두 백색광이 되도록 보장한다. 상기 4개의 측벽(14)의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트(PCT)인 것이 바람직하다.
단계 2: 복수의 LED 소자(20)를 제공하고, 상기 복수의 LED 소자(20)를 상기 제1 프레임(10)의 PCB 기판(12)에 실장하고, 상기 복수의 LED 소자(20)를 수용공간(18) 내에 설치하여, 상기 복수의 LED 소자(20)를 PCB 기판(12)과 전기적으로 연결하는 단계.
일 바람직한 실시예로서, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 LED 소자(20)는 복수의 LED 칩이다. 상기 단계에서, 상기 복수의 LED 칩은 COB(chip on board) 본딩 방식으로 PCB 기판(12)에 직접 다이본딩되어, LED 라이트바의 효과를 형성한다. 구체적으로, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며, 상기 LED 칩이 논플립 블루칩일 경우, 상기 단계에서, 다이본딩 공정 또는 와이어 본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판(12)에 실장하고; 상기 LED 칩이 복수의 플립 블루칩일 경우, 상기 단계에서, 다이본딩 공정만으로 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판(12)에 실장할 수 있다.
선택 가능한 또 다른 바람직한 일실시예로서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 LED 소자(20')는 복수의 LED 램프이다. 상기 단계에서, 이는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판(12)에 실장되어 LED 라이트바의 효과를 형성한다. 구체적으로, 각각의 상기 LED 소자(20')는 제2 프레임(22), 및 상기 제2 프레임(22)에 실장되어 상기 제2 프레임(22)과 전기적으로 연결되는 LED 칩(24)을 포함하며, 제2 프레임(22)을 통해 LED 칩(24)을 더 잘 보호할 수 있고, 이와 동시에 QD레일(40)과 PCB 기판(12)의 전체적인 높이를 증가시킬 수 있다. 상기 LED 칩(24)은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩(24)이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩(24)은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임(22)에 실장되고, 상기 LED 칩(24)이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩(24)은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임(22)에 실장된다.
단계 3: 상기 제1 프레임(10)의 수용공간(18)으로 봉지재(30)를 주입하는 단계.
상기 봉지재(30)는 노출된 LED 칩(및 노출된 와이어)를 보호하기 위한 것으로서, 상기 봉지재가 수용공간(18)에 충진되는 높이는 위치제한홈 과 정확하게 일치하며, 상기 봉지재(30)는 실리콘겔인 것이 바람직하다.
단계 4: QD레일(40)을 제공하고, 상기 QD레일(40)을 상기 4개의 측벽(14)의 실장부(16)에 실장하여, 상기 QD레일(40)을 상기 봉지재(30)의 상방에 위치시키는 단계.
본 실시예에서, 상기 실장부(16)는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이(h)는 상기 QD레일(40)의 두께와 동일하여, 상기 단계 4에서 상기 QD레일(40)이 상기 위치제한홈에 체결 실장된다.
상기 QD레일(40)은 유리관(42) 및 상기 유리관(42) 내에 밀봉되는 양자점 소재(44)를 포함하며, 상기 위치제한홈의 심도(d)는 상기 유리관(42) 관벽의 두께 이상이다. 상기 유리관(42) 관벽의 두께 이상이라는 전제 하에, 상기 위치제한홈의 심도(d)를 가능한 한 작게 하면, QD레일(40)을 가볍게 누르는 방식으로 QD레일(40)을 신속하게 위치제한홈 내에 실장할 수 있으며, 또한 QD레일(40)을 손상시키지 않는다. 상기 유리관(42) 단부의 단면은 직사각형으로, 상기 LED 패키지의 슬림화를 구현하기에 유리하다. 언급할 만한 점은, 본 실시예 중 LED 칩은 블루칩으로서, 방출되는 빛은 청색광이며, LED 칩이 방출하는 빛이 QD레일(40)의 가장자리로부터 나올 경우, 상기 방출되는 빛은 청색광이므로, 요구와 부합하지 않는다. 상기와 같은 경우가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 제1 프레임(10)의 4개의 측벽(14) 상의 위치제한홈의 심도(d)를 QD레일(12)의 유리관(42)의 관벽 두께와 동일하게(또는 약간 크게) 하면 LED 칩이 방출하는 청색광이 상기 유리관(42) 둘레 관벽을 관통하여 투사되는 것을 방지할 수 있으며, 이때 LED 칩이 방출하는 청색광은 모두 QD레일(40) 중의 양자점 소재(44)를 거치게 되므로, 마지막으로 방출되는 광선은 모두 백색광이다.
단계 5: 상기 봉지재(30)를 경화시키는 단계.
상기 단계에서, 가열 방식으로 봉지재를 경화시키며, 상기 봉지재는 점성을 구비하므로, 경화된 봉지재는 QD레일(40)을 제1 프레임(10)에 매우 양호하게 고정시킬 수 있다.
결론적으로, 본 발명은 QD레일을 LED 소자와 일체형으로 봉지하는 LED 패키지 및 그 제조방법을 제공하여, 장착이 견고하고, QD레일을 응용한 백라이트 모듈의 조립 난도를 저하시킴과 동시에, 종래 기술에 나타나는 LED 소자와 QD레일의 부정확한 정렬로 인한 광 누설의 문제를 방지하고, 또한 상기 LED 패키지를 응용한 텔레비전의 측면 프레임 폭을 더욱 감소할 수 있다.
이상으로, 본 분야의 보통 기술자라면 본 발명의 기술방안과 기술 구상에 따라 기타 각종 상응하는 변경과 변형을 실시할 수 있으며, 이러한 변경과 변형은 모두 본 발명의 청구항의 보호범위에 속하여야 한다.

Claims (14)

  1. 제1 프레임, 복수의 LED 소자, 봉지재 및 QD레일을 포함하고, 상기 제1 프레임은 PCB 기판 및 상기 PCB 기판 둘레의 가장자리에 형성되는 4개의 측벽을 포함하며, 상기 4개의 측벽으로 수용공간을 둘러싸고, 상기 복수의 LED 소자는 상기 PCB 기판에 실장되어 상기 수용공간 내에 위치하면서 상기 PCB 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 봉지재는 상기 수용공간에 충진되며, 상기 4개의 측벽 모든 상단에 실장부가 설치되어, 상기 QD레일이 상기 실장부에 실장되고, 상기 QD레일은 상기 봉지재의 상방에 위치하며, 상기 제1 프레임, 복수의 LED 소자 및 QD레일은 일체형으로 봉지되어 함께 고정 조립되고;
    상기 실장부는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이는 상기 QD레일의 두께와 동일하여, 상기 QD레일이 상기 위치제한홈에 체결 실장되고;
    상기 QD레일은 유리관 및 상기 유리관 내에 밀봉되는 양자점 소재를 포함하고, 상기 위치제한홈의 심도는 상기 유리관의 관벽 두께 이상인 LED 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 소자는 복수의 LED 칩이고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 복수의 LED 소자가 복수의 논플립 블루칩인 경우, 각각의 상기 LED 소자는 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 복수의 LED 소자가 복수의 플립 블루칩인 경우, 각각의 상기 LED 소자는 다이본딩 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되는 LED 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    각각의 상기 LED 소자는 제2 프레임, 및 상기 제2 프레임에 실장되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 LED 칩을 포함하며, 상기 복수의 LED 소자는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되고, 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되는 LED 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유리관 단부의 단면은 직사각형이고; 상기 4개의 측벽의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트이며; 상기 봉지재는 실리콘겔인 LED 패키지.
  5. 단계 1: PCB 기판 및 상기 PCB 기판 둘레의 가장자리에 형성되는 4개의 측벽을 포함하고, 상기 4개의 측벽 모든 상단에 실장부가 설치되며, 상기 4개의 측벽으로 수용공간을 둘러싸는 제1 프레임을 제공하는 단계;
    단계 2: 복수의 LED 소자를 제공하고, 상기 복수의 LED 소자를 상기 제1 프레임의 PCB 기판에 실장하고, 상기 복수의 LED 소자를 수용공간 내에 설치하여, 상기 복수의 LED 소자를 PCB 기판과 전기적으로 연결시키는 단계;
    단계 3: 상기 제1 프레임의 수용공간으로 봉지재를 주입하는 단계;
    단계 4: QD레일을 제공하고, 상기 QD레일을 상기 4개의 측벽의 실장부에 실장하여, 상기 QD레일을 상기 봉지재의 상방에 위치시키는 단계;
    단계 5: 상기 봉지재를 경화시키는 단계를 포함하고;
    상기 실장부는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이는 상기 QD레일의 두께와 동일하여, 상기 단계 4에서 상기 QD레일이 상기 위치제한홈에 체결 실장되며;
    상기 QD레일은 유리관 및 상기 유리관 내에 밀봉되는 양자점 소재를 포함하고, 상기 위치제한홈의 심도는 상기 유리관의 관벽 두께 이상인 LED 패키지의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 LED 소자는 복수의 LED 칩이고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장하고; 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장하는 LED 패키지의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    각각의 상기 LED 소자는 제2 프레임 및 상기 제2 프레임에 실장되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 LED 칩을 포함하며, 상기 단계 2에서 상기 복수의 LED 소자는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되고, 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되는 LED 패키지의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 단계 5에서 가열 방식으로 봉지재를 경화시키는 LED 패키지의 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 유리관 단부의 단면은 직사각형이고; 상기 4개의 측벽의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트이며; 상기 봉지재는 실리콘겔인 LED 패키지의 제조방법.
  10. 단계 1: PCB 기판 및 상기 PCB 기판 둘레의 가장자리에 형성되는 4개의 측벽을 포함하고, 상기 4개의 측벽 모든 상단에 실장부가 설치되며, 상기 4개의 측벽으로 수용공간을 둘러싸는 제1 프레임을 제공하는 단계;
    단계 2: 복수의 LED 소자를 제공하고, 상기 복수의 LED 소자를 상기 제1 프레임의 PCB 기판에 실장하고, 상기 복수의 LED 소자를 수용공간 내에 설치하여, 상기 복수의 LED 소자를 PCB 기판과 전기적으로 연결시키는 단계;
    단계 3: 상기 제1 프레임의 수용공간으로 봉지재를 주입하는 단계;
    단계 4: QD레일을 제공하고, 상기 QD레일을 상기 4개의 측벽의 실장부에 실장하여, 상기 QD레일을 상기 봉지재의 상방에 위치시키는 단계;
    단계 5: 상기 봉지재를 경화시키는 단계를 포함하며;
    상기 복수의 LED 소자는 복수의 LED 칩이고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장하고; 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 단계 2에서 다이본딩 공정을 통해 상기 LED 칩을 상기 PCB 기판에 실장하고;
    상기 실장부는 위치제한홈이며, 상기 위치제한홈의 높이는 상기 QD레일의 두께와 동일하여, 상기 단계 4에서 상기 QD레일이 상기 위치제한홈에 체결 실장되며;
    상기 QD레일은 유리관 및 상기 유리관 내에 밀봉되는 양자점 소재를 포함하고, 상기 위치제한홈의 심도는 상기 유리관의 관벽 두께 이상인 LED 패키지의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    각각의 상기 LED 소자는 제2 프레임 및 상기 제2 프레임에 실장되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 LED 칩을 포함하며, 상기 2단계에서 상기 복수의 LED 소자는 리플로우 공정을 통해 상기 PCB 기판에 실장되고, 상기 LED 칩은 논플립 블루칩 또는 플립 블루칩이며; 상기 LED 칩이 논플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정 및 와이어 본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되고, 상기 LED 칩이 플립 블루칩인 경우, 상기 LED 칩은 다이본딩 공정을 통해 상기 제2 프레임에 실장되는 LED 패키지의 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 단계 5에서 가열 방식으로 봉지재를 경화시키는 LED 패키지의 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 유리관 단부의 단면은 직사각형이고; 상기 4개의 측벽의 재질은 폴리-1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트이며, 상기 봉지재는 실리콘겔인 LED 패키지의 제조방법.
  14. 삭제
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