KR20030088075A - Method of Manufacturing Light-emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일정 온도로 유지되는 열판상에 놓인 인쇄 회로 기판 또는 반사기를 갖는 리드 프레임 또는 또는 리드 프레임에 실장된 발광 다이오드 칩상부에 분말 에폭시 수지를 도포함으로써, 발광 다이오드 칩을 봉지하는 몰딩부의 기포 내재율을 현저하게 감소시키며, 몰딩부의 형상을 균일하게 형성하는 발광 다이오드 제작 방법에 관한 것이다.According to the present invention, by applying a powder epoxy resin on a lead frame having a printed circuit board or a reflector placed on a hot plate maintained at a constant temperature or on a light emitting diode chip mounted on the lead frame, the bubble content rate of a molding part encapsulating the light emitting diode chip is sealed. The present invention relates to a light emitting diode manufacturing method which significantly reduces the shape of the mold and uniformly forms the shape of the molding part.
발광 다이오드는 화합물 반도체의 P·N-접합 다이오드로 전압을 인가하여 빛을 발광하는 발광소자로서, 일반적으로 사용 목적에 따라, 고광도, 초소형 및, 박형의 특징을 가진 칩 LED, 탑 LED 및, 초고광도, 고내습성, 내열성 옥외 디스플레이 또는 전광판등에 사용되는 램프 LED등으로 나뉜다.A light emitting diode is a light emitting device that emits light by applying a voltage to a P-N-junction diode of a compound semiconductor. Generally, according to the purpose of use, a chip LED, a top LED, and a super light having characteristics of high brightness, ultra small, and ultra thin It is divided into lamp LED lamp which is used for high brightness, high moisture resistance, heat resistance outdoor display or electronic display.
이러한 발광 다이오드중 칩형 발광 다이오드는 도 1과 같으며, 일반적으로 하기와 같은 공정을 통해 제작된다.Among the light emitting diodes, the chip type light emitting diode is as shown in FIG. 1, and is generally manufactured through the following process.
인쇄 회로 기판(1)상에 발광 다이오드 칩(2)을 도전성 또는 비도전성 접착제(3)를 이용하여 고정시킨 다음, 접착제(3)가 경화되도록 특성에 맞는 온도 조건, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 30분 내지 1시간 정도 방치한다.The light emitting diode chip 2 is fixed on the printed circuit board 1 by using a conductive or nonconductive adhesive 3, and then suitable temperature conditions, for example, 100 ° C. to 150, so that the adhesive 3 is cured. It is left to stand for 30 minutes-1 hour at the temperature of ° C.
이 후, 상기 인쇄 회로 기판(1)의 전극과 발광 다이오드 칩(2)을 와이어(4)로 연결하고, 인쇄 회로 기판(1)을 트랜스퍼 몰드기의 금형 상부에 고정시켜, 몰딩 컴파운드를 일정 온도와 압력을 가해 트랜스퍼 몰딩한 후 경화하고, 절단하여, 개별 발광 다이오드로 분리시킨다.Thereafter, the electrode of the printed circuit board 1 and the light emitting diode chip 2 are connected by a wire 4, and the printed circuit board 1 is fixed to the upper part of the mold of the transfer mold machine, thereby molding the molding compound. After pressure-transfer molding, transfer molding and curing were carried out, cut and separated into individual light emitting diodes.
상기 칩형 발광 다이오드의 몰딩 공정은 크게 두 가지의 방법으로 구분되는데, 상기에서 설명한 것과 같은 일정한 모양을 갖는 금형을 이용한 트랜스퍼 몰딩 방법과, 액상봉지재를 이용한 인캡슐레이션(Encapsulation) 방법이 있다.The molding process of the chip type light emitting diode is largely divided into two methods, a transfer molding method using a mold having a predetermined shape as described above, and an encapsulation method using a liquid encapsulant.
액상봉지재를 이용한 인캡슐레이션 방법은 액상 에폭시 수지를 발광 다이오드 칩의 상부에 도포한 후, 외형이 일정 형상을 갖도록 격벽을 가진 성형기로 봉지재 상부를 누른후, 장시간에 걸쳐 경화시킨다.In the encapsulation method using the liquid encapsulant, the liquid epoxy resin is applied to the upper part of the light emitting diode chip, and then the upper part of the encapsulant is pressed with a molding machine having a partition so that the outer shape has a predetermined shape and then cured for a long time.
트랜스퍼 몰딩 방법은 1회 작업에 다수개의 인쇄 회로 기판을 몰딩할 수 있으므로 작업성이 빠르고, 몰딩 성형부(5_의 두께 조절이 쉬우며, 단시간에 경화되므로 작업 후에 제품을 취급하기가 쉬운 장점이 있지만, 스위핑(Sweeping)과 초기 투자비가 많이 들어가는 단점이 있다.The transfer molding method can be used to mold a large number of printed circuit boards in one operation, so that the workability is fast, and the molding molding part (5_ thickness control is easy and the curing time is short. However, there are disadvantages in that sweeping and initial investment costs are high.
인캡슐레이션 방법은 스위핑이 없으며, 초기의 투자비가 적게 들어가는 장점이 있지만, 작업성이 느리고, 몰딩 성형부(5)의 두께조절이 어려우며, 표면 상태를 평평하게 만들기가 어려운 단점이 있다. 즉,모서리 부분에서 둥글게 굴곡이 일어나는 단점이 있으므로 발광 다이오드의 휘도가 저하된다.The encapsulation method has no sweeping and has an advantage of low initial investment cost, but has a disadvantage in that workability is slow, thickness control of the molding part 5 is difficult, and it is difficult to make the surface state flat. That is, since there is a disadvantage that the rounded corners in the corner portion, the brightness of the light emitting diode is reduced.
한편, 종래 탑형 발광 다이오드는 도 2에서 도시된 것과 같이, 일반적으로 육면체의 반사기(6)가 별도로 부착된 리드 프레임(1)을 이용하여, 상기 반사기(6)의 내측에 발광 다이오드 칩(2)을 실장한 후, 반사기(6)의 내부에 액상 에폭시를 주입하여 몰드 성형부(5)를 형성한다.On the other hand, in the conventional tower light emitting diode, as shown in Figure 2, generally using the lead frame (1) attached to the reflector 6 of the hexahedron, the light emitting diode chip (2) inside the reflector (6) After mounting, the liquid epoxy is injected into the reflector 6 to form the mold molding part 5.
이와 달리, 램프형 발광 다이오드는 도 3에서 도시된 것과 같이, 선단에 광반사용 반사컵(6)을 가진 제 1 리드 단자(1a)와, 상기 제 1리드 단자(1a)와 소정 간격 이격된 제 2리드 단자(1b)를 포함하며, 상기 제 1리드 단자의 반사컵(6)에 발광 다이오드 칩(2)을 실장하여 상기 반도체 칩(2)과 제 2 리드 단자(1b)를 와이어(4)로 와이어 본딩한 후, 상기 반사컵(6)의 내부만을 투명 또는 반투명 수지로 1차 몰딩한다.On the contrary, as shown in FIG. 3, the lamp-type light emitting diode includes a first lead terminal 1a having a light reflecting reflection cup 6 at its tip and a first spaced apart from the first lead terminal 1a by a predetermined distance. The light emitting diode chip 2 is mounted on the reflective cup 6 of the first lead terminal, and the semiconductor chip 2 and the second lead terminal 1b are connected to the wire 4. After wire-bonding, only the inside of the reflective cup 6 is first molded with a transparent or translucent resin.
그리고, 지그 또는 캐리어 테이프등에 의해 고정된 상기 리드 단자들(1a, 1b)을 반사컵(6)이 하향되도록 180°방향 전환하여, 소정 형태를 가진 성형용 틀(미도시)에 상기 선단부를 삽입하여 일정 시간 경화시킨다.Then, the lead terminals 1a and 1b fixed by a jig or a carrier tape are turned 180 ° so that the reflective cup 6 is downward, and the tip is inserted into a molding frame (not shown) having a predetermined shape. By curing for a certain time.
이에 따라, 상기 리드 단자들(1a, 1b)의 선단부와 칩(2)을 모두 몰딩하면, 각종 형태의 렌즈 역할을 하는 외주 몰드부(5)가 형성된다.Accordingly, when both the tip and the chip 2 of the lead terminals 1a and 1b are molded, the outer mold part 5 serving as various types of lenses is formed.
이 때, 상기 성형용 틀은 렌즈의 형상에 따라 다양한 형태로 그 내부가 형성되며, 상기 성형용 틀의 내부에는 에폭시 수지등과 같은 액상의 투명 또는 반투명 합성수지가 충진되어 있다.At this time, the mold is formed in a variety of forms according to the shape of the lens, the inside of the mold is filled with a transparent transparent or semi-transparent synthetic resin such as epoxy resin.
한편, 상기에서 설명된 단색 발광 다이오드와 달리, 백색 또는 중간색 발광 다이오드는 청색 또는 UV발광 다이오드 칩등을 사용하고, 상기 액상 실리콘 내에 적색, 녹색 및, 청색등의 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료(미도시)를 디스펜서등에 의해 포팅(potting)시킨다.On the other hand, unlike the monochromatic light emitting diode described above, a white or intermediate light emitting diode uses a blue or UV light emitting diode chip, and has a fluorescent pigment (not shown) having excitation light emitting characteristics such as red, green, and blue in the liquid silicon. ) Is potted with a dispenser or the like.
이에 따른 발광 다이오드에 있어서, 발광 다이오드 칩으로부터 광이 방출되면, 그 중 일부는 몰드 성형부를 그대로 통과하고, 일부는 형광 안료에 의해 녹색에서 적색 파장에 이르는 가시광선으로 발광 파장이 변환되어, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광과 변환된 광이 조합됨으로써 백색광 또는 중간색 광이 형성된다.In the light emitting diode according to this, when light is emitted from the light emitting diode chip, part of the light is passed through the mold molding part, and a part of the light emitting diode converts the light emission wavelength into visible light ranging from green to red wavelength by the fluorescent pigment, The light emitted from the chip and the converted light are combined to form white or neutral light.
그러나, 종래 발광 다이오드는 액상 에폭시를 사용하기 때문에 경화 시간이길어, 발광 다이오드의 생산 수율이 감소되며, 백색 또는 중간색 발광 다이오드 제작시 액상 에폭시 수지내에 형광 안료를 포팅하면 형광 안료는 에폭시내에 임의의 방향을 향하여 산재될 뿐만 아니라, 비중이 높아 시간이 지남에 따라 발광 다이오드 근처에 모이게 되므로, 광의 투과율을 떨어뜨려 발광 다이오드에서 방출되는 광의 휘도를 저하시킨다.However, conventional light emitting diodes use a liquid epoxy, which results in a long curing time, which reduces the yield of light emitting diodes. In addition to being scattered toward the light emitting device, the specific gravity is high and is collected near the light emitting diode over time, thereby decreasing the transmittance of light, thereby reducing the brightness of the light emitted from the light emitting diode.
또한, 백색 또는 중간색 발광 다이오드에 있어서, 칩의 상부에 도포된 액상 에폭시내에 형광 안료를 포팅하거나, 형광 안료가 혼합된 에폭시를 상부에 도포하기 때문에, 형광 안료의 균일하게 혼합이 어려워 하나의 인쇄 회로 기판에서 제작되는 각각의 발광 다이오드에서 방출되는 색뿐만 아니라 한번의 공정에서 제작되는 개별 발광 다이오드사이에서도 방출되는 색이 분산(scaterring)되는 등의 문제점이 발생한다.In addition, in a white or medium color light emitting diode, since a fluorescent pigment is potted in a liquid epoxy applied on the top of a chip or an epoxy mixed with a fluorescent pigment is applied on the top, it is difficult to uniformly mix the fluorescent pigments and thus a single printed circuit. Problems such as scattering of the color emitted from each light emitting diode manufactured in the substrate as well as the individual light emitting diode manufactured in one process occur.
또, 액상 에폭시는 표면 장력에 의해 반사기의 내벽을 타고 오르기 때문에, 몰드 성형부의 상면이 평탄하게 형성되기 어려우며, 이에 따라 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광이 몰드 성형부 상면에서 난반사를 일으켜 휘도가 저하된다.In addition, since the liquid epoxy rises on the inner wall of the reflector due to the surface tension, it is difficult to form the upper surface of the mold molding portion flatly, so that the light emitted from the light emitting diode chip causes diffuse reflection on the upper surface of the mold molding portion, resulting in low luminance. .
또한, 발광 다이오드를 트랜스퍼 몰딩하는 경우에도 몰딩 컴파운드를 압축하여 분말과 분말사이의 공간을 없애기는 하나 고체와 고체사이의 공간이 여전히 존재하기 때문에 몰드 성형부에 기포가 발생되고, 경화후에는 개별 발광 다이오드의 몰딩부 높이가 서로 다르기 때문에 제품신뢰성이 감소된다.In addition, in the case of the transfer molding of the light emitting diode, the molding compound is compressed to eliminate the space between the powder and the powder, but since the space between the solid and the solid still exists, bubbles are generated in the mold molding part. Product reliability is reduced because the heights of the molded parts of the diodes are different.
또, 상부 표면이 평평하지 않으면 개별 패키지마다 그 높이가 서로 다르게 되고, 이로 인해 패키지의 성능이 저하된다.In addition, if the upper surface is not flat, the heights of the individual packages may be different from each other, thereby degrading the package performance.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광 다이오드 칩이 실장된 인쇄 회로 기판을 일정한 온도를 유지하는 열판상에 위치시킨 후, 몰딩용 분말 에폭시 수지를 칩의 상부에 도포하여 단시간에 융해시킴으로써, 액체의 응집력(凝集力, Cohesive force)으로 칩 상부를 봉지하여, 기포의 내재현상을 방지하고, 색도 편차를 감소시키는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by placing a printed circuit board on which a light emitting diode chip is mounted on a hot plate maintaining a constant temperature, by applying a powder epoxy resin for molding on the chip to melt in a short time The purpose of the present invention is to encapsulate the upper portion of the chip with a cohesive force of the liquid, thereby preventing the inherent phenomenon of bubbles and reducing chromaticity variation.
더 나아가, 본 발명은 몰드 성형부의 높이를 감지하여 도포되는 분말 에폭시 수지의 양을 제어함으로써, 개별 발광 다이오드의 몰드 성형부 상부면을 평탄화시킬 뿐만 아니라 개별 반도체 패키지의 몰딩부의 높이를 모두 일정하게 형성할 수 있도록 함으로써, 제품 신뢰성을 향상시키는데 그 목적이 있다.Furthermore, the present invention controls the amount of the powder epoxy resin to be applied by sensing the height of the mold molding portion, thereby not only planarizing the upper surface of the mold molding portion of the individual light emitting diode, but also uniformly forming all the heights of the molding portions of the individual semiconductor packages. The purpose of this is to improve product reliability.
더 나아가, 본 발명은 분말 에폭시 수지의 도포공정과 경화공정이 동시에 이루어지도록 하여 발광 다이오드 제작 공정을 단순화시켜, 생산 수율을 향상시키는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to simplify the light emitting diode fabrication process by simultaneously applying and curing the powder epoxy resin and improving the production yield.
이를 위하여, 본 발명은 발광 다이오드 제작 방법은 칩을 인쇄 회로 기판의 수용기 또는 리드 프레임의 반사기 또는 리드 단자의 일측 선단에 형성된 반사컵 내부에 실장한후, 전기적으로 연결하는 단계와; 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도로 가열된 열판상에 고정 수단으로 고정하는 단계와; 분사 장치를 이용하여 상기 수용기 또는 반사기 또는 반사컵의 내부에 몰딩용 분말 에폭시 수지를 소정량 도포하여 몰딩 에폭시를 단시간에 융해·경화시켜 몰딩 성형부를 형성하는 단계와; 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 소정 온도의 오븐에 삽입하여 상기 몰딩 성형부를 소정 시간동안 경화시키는 단계와; 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리하는 단계;로 이루어진다.To this end, the present invention provides a method of manufacturing a light emitting diode comprising the steps of: mounting the chip in a reflecting cup formed at one end of the receiver of the printed circuit board, the reflector of the lead frame or the lead terminal, and electrically connecting the chip; Fixing the printed circuit board or lead frame or lead terminal with fixing means on a hot plate heated to a predetermined temperature; Forming a molding molding part by applying a predetermined amount of a powder epoxy resin for molding to the inside of the receiver, the reflector, or the reflecting cup using an injection device to melt and harden the molding epoxy in a short time; Inserting the printed circuit board or lead frame or lead terminal into an oven at a predetermined temperature to cure the molding molding part for a predetermined time; Separating the printed circuit board or lead frame or lead terminal into individual light emitting diodes using cutting means.
바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 열판은 에폭시의 유리경화온도를 고려하여 100℃-180℃사이의 온도로 가열된다.Preferably, in the method of manufacturing a light emitting diode according to the present invention, the hot plate is heated to a temperature between 100 ° C and 180 ° C in consideration of the glass curing temperature of the epoxy.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 분사 장치는 분말 에폭시 수지의 분사 압력과, 칩을 봉지하는 몰드부에 에폭시 정량을 토출하기 위한 감지센서가 부착된다.More preferably, in the light emitting diode manufacturing method according to the present invention, the injection device is attached to the injection pressure of the powder epoxy resin, and a detection sensor for discharging the amount of epoxy to the mold portion sealing the chip.
바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 열판은 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 선형적으로 이동시킬 수 있는 캐리어로서, 구동 수단과 연결된다.Preferably, in the light emitting diode manufacturing method according to the present invention, the hot plate is a carrier capable of linearly moving the printed circuit board or the lead frame or the lead terminal, and is connected to the driving means.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 열판은 선형적 위치에 따라 그 온도 구배가 서로 상이하다.More preferably, in the light emitting diode manufacturing method according to the present invention, the temperature gradients of the hot plates are different from each other depending on the linear position.
바람직하게, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 방법에 있어서, 몰딩용 분말 에폭시 수지에는 파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료가 소정 비율로 혼합된다.Preferably, in the light emitting diode manufacturing method according to the present invention, the molding powder epoxy resin is mixed with a fluorescent pigment which is excited by light emitted from the light emitting diode chip for wavelength conversion in a predetermined ratio.
도 1은 종래 칩형 발광 다이오드의 일례를 도시하는 종단면도;1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional chip type light emitting diode;
도 2는 종래 탑형 발광 다이오드의 일례를 도시하는 종단면도;2 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional tower light emitting diode;
도 3은 종래 램프형 발광 다이오드의 일례를 도시하는 종단면도;3 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional lamp type light emitting diode;
도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드를 제작하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정 단면도;4 is a process sectional view schematically showing a process of manufacturing a light emitting diode according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드에 사용되는 리드 프레임의 상면도 및 종단면도;5 is a top view and a longitudinal sectional view of the lead frame used in the light emitting diode according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 램프형 발광 다이오드에 사용되는 리드 단자의 정면도 및 요부 확대 단면도.6 is an enlarged front view and main portion enlarged cross-sectional view of a lead terminal used in a lamp type light emitting diode according to the present invention;
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawing>
1, 10 : 인쇄 회로 기판 2, 20 : 발광 다이오드 칩1, 10: printed circuit board 2, 20: light emitting diode chip
3, 30 : 접착제 4, 40 : 와이어3, 30: adhesive 4, 40: wire
5, 50 : 몰드 성형부5, 50: mold molding part
도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드를 제작하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이고, 도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드에 사용되는 리드 프레임의 상면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 램프형 발광 다이오드의 일례를 나타내는 종단면도이다.4 is a process diagram schematically illustrating a process of manufacturing a light emitting diode according to the present invention, FIG. 5 is a top view of a lead frame used in the light emitting diode according to the present invention, and FIG. 6 is a lamp type light emitting diode according to the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example.
본 발명에 따른 발광 다이오드, 특히 단일 색상을 방출하는 표면 실장형 발광 다이오드의 제작 방법은 하기와 같다.The manufacturing method of the light emitting diode according to the present invention, in particular the surface mounted light emitting diode emitting a single color is as follows.
표면 실장형 발광 다이오드는 인쇄 회로 기판(10) 또는 주면에 반사기를 갖는 리드 프레임(10)을 사용하며, 상기 인쇄 회로 기판(10)은 도 4에서와 같이, 일반적으로 박막 패턴의 증착으로 정·부 극성(11)이 형성된 제 1 인쇄 회로 기판에, 수용홀을 가진 제 2의 인쇄 회로 기판을 상기 제 1 인쇄 회로 기판에 겹층으로 덧붙여서 제작되거나 또는 별도의 육면체 수용기(60)를 그 주면에 부착한 것이다.The surface mounted light emitting diode uses a printed circuit board 10 or a lead frame 10 having a reflector on its main surface. The printed circuit board 10 is generally defined by deposition of a thin film pattern, as shown in FIG. On the first printed circuit board having the negative polarity 11 formed thereon, a second printed circuit board having a receiving hole is added to the first printed circuit board as a layer or a separate hexahedral receiver 60 is attached to the main surface thereof. It is.
상기 리드 프레임(10)은 도 5에서 도시된 것과 같이, 다양한 형태의 반사기(60)가 프레임의 상면에 부착되어 있다.As shown in FIG. 5, the lead frame 10 has various types of reflectors 60 attached to an upper surface of the frame.
이 때, 상기 인쇄 회로 기판(10)의 칩 수용기(60)와 반사기(60)는 플라스틱 수지 또는 세라믹 등으로 형성되며, 상기 수용기와 반사기는 서로 대향된 면이 서로 뚫린 육면체 또는 원통이고 일정 두께의 내벽(61)을 갖고 있다.At this time, the chip receiver 60 and the reflector 60 of the printed circuit board 10 are formed of plastic resin or ceramic, etc. The receiver and reflector are hexahedral or cylindrical with faces facing each other, and have a predetermined thickness. It has an inner wall 61.
상기와 같은 인쇄 회로 기판의 수용기 또는 반사기 내부에 발광 다이오드 칩을 도전성 또는 비도전성 접착제(30)를 이용하여 전극상(11)에 실장한 다음, 접착제(30)가 경화되도록 특성에 맞는 온도 조건하에서, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 30분 내지 1시간 정도 방치한다.The light emitting diode chip is mounted on the electrode 11 using the conductive or nonconductive adhesive 30 inside the receiver or the reflector of the printed circuit board as described above, and then the adhesive 30 is cured under temperature conditions suitable for the characteristics. For example, it is left to stand for 30 minutes to 1 hour at a temperature of 100 ℃ to 150 ℃.
이 때, 상기 반사기 또는 수용기(60)의 내측벽(61)은 발광 다이오드 칩(20)에서 방출되는 빛을 반사유도하기 위하여 다소 경사지게 형성되거나 백색으로 도장되거나 또는 금속으로 증착되거나 또는 다른 형태의 반사기가 내부에 설치될 수도있다.At this time, the inner wall 61 of the reflector or receiver 60 is formed to be somewhat inclined, painted in white, deposited in metal, or other type of reflector in order to reflect light emitted from the LED chip 20. It may be installed inside.
이 후, 전극(11)과 발광 다이오드 칩(20)이 전기적으로 연결되도록 결합수단으로 본딩하고, 상기 인쇄 회로 기판(10)을 고정 수단(70)으로 고정한 후 소정 온도를 유지하도록 가열되는 열판(80)상에 실장한다.Thereafter, the electrode 11 and the light emitting diode chip 20 are bonded by a coupling means to be electrically connected to each other, and the hot plate is heated to maintain a predetermined temperature after fixing the printed circuit board 10 with the fixing means 70 ( 80).
이 때, 상기 열판(80)은 에폭시의 유리경화온도에 따라 결정된 소정 온도, 예를 들어, 약 100℃-180℃사이의 온도를 유지하도록 가열수단과 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 상부에 위치된 인쇄 회로 기판(10)의 제작 공정중 이동을 위하여 구동 수단과 연결되어 캐리어로서 사용될 수도 있다.At this time, the hot plate 80 may be connected to the heating means to maintain a predetermined temperature determined by the glass curing temperature of the epoxy, for example, between about 100 ° C. and 180 ° C., as well as printing located thereon. It may be used as a carrier in connection with driving means for movement during the fabrication process of the circuit board 10.
물론, 상기 열판(80)이 캐리어로 사용되는 경우, 선형적 이송위치에 따라 그 온도 구배를 서로 상이하게 유지할 수도 있다.Of course, when the hot plate 80 is used as a carrier, the temperature gradient may be kept different from each other according to the linear transfer position.
한편, 상기와 같은 열판(80)상에 위치되어 일정 온도로 가열된 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)상에는 분말 상태의 몰딩 컴파운드 수지(91)가 분사되고, 이는 몰딩 성형부(50)를 형성하여 발광 다이오드 칩(20)등을 외부의 충격 및 접촉으로부터 보호하고, 칩(20)으로부터 방출된 빛을 효과적으로 집광하도록 하는 렌즈를 형성하기 위함이다.On the other hand, the molding compound resin 91 in a powder state is sprayed onto the printed circuit board or the lead frame 10 positioned on the hot plate 80 and heated to a predetermined temperature, which forms the molding part 50. In order to protect the LED chip 20 and the like from external impact and contact, and to form a lens that effectively collects the light emitted from the chip 20.
한편, 열판(80)상에 실장된 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)의 상부에는 분말 에폭시 수지(91)를 분사하는 자동 설비인 분사 장치(90)가 설치되며, 상기 자동 설비(90)로부터 상기 인쇄 회로 기판(10)의 반사기, 수용기(60) 또는 리드 단자가 삽입된 성형용 틀(미도시)내에 몰딩용 분말 에폭시 수지(91)가 각각 소정량 도포된다.On the other hand, the injection device 90 which is an automatic facility for injecting the powder epoxy resin 91 is installed on the printed circuit board or the lead frame 10 mounted on the hot plate 80, the automatic facility 90 A predetermined amount of the powder epoxy resin 91 for molding is applied from the reflector, the receiver 60, or the molding die (not shown) into which the printed circuit board 10 is inserted.
이 때, 상기 분사 장치(90)는 규칙적으로 행과 열의 방식으로 소정 위치에 입력 물질을 주사하는 디스펜서로서, 에폭시 수지(91)를 담을 수 있는 유·고압 실린더와, 상기 에폭시의 분사 압력을 조절하는 압력 장치와, 상기 분사 압력을 감지하는 압력 감지 센서(미도시)와, 상기 몰드 성형부의 몰딩 높이를 감지하는 높이 감지 센서(미도시)와, 상기 감지 신호에 따라 압력 장치를 조절하는 마이콤(미도시)등으로 이루어져 있다.At this time, the injection device 90 is a dispenser that regularly scans the input material at a predetermined position in a row and column manner, and includes an oil / high pressure cylinder capable of containing the epoxy resin 91 and an injection pressure of the epoxy. A pressure device, a pressure sensor (not shown) for detecting the injection pressure, a height sensor (not shown) for detecting a molding height of the mold molding part, and a microcomputer for adjusting the pressure device according to the detection signal ( Not shown).
이에 따라, 상기 분사 장치(90)에서, 일정 온도로 가열된 열판(80)상에 실장된 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)의 상부로 분사되는 분말 에폭시 수지(91)는 입자에 상관없이 100℃이상의 온도에서 고상에서 액상으로 상변환된다.Accordingly, in the spraying device 90, the powder epoxy resin 91 sprayed onto the printed circuit board or the lead frame 10 mounted on the hot plate 80 heated to a constant temperature is irrespective of the particles. It is phase-converted from solid phase to liquid phase at a temperature above 100 ° C.
이와 같이 상변환된 에폭시 수지(91)는 그 물성이 액상일 때 분자 응집력이 뛰어나기 때문에 고체와 고체상태에서 볼수 있는 미세한 공간 없이 서로 응집된 후 고온에 의해 경화된다.Since the epoxy resin 91 phase-converted as described above has excellent molecular cohesion when the physical properties thereof are liquid, the epoxy resin 91 is hardened by high temperature after coagulation with each other without the fine space visible in the solid and solid state.
따라서, 서로 강력하게 응집된 에폭시 수지(91)는 상기 발광 다이오드 칩(20)을 봉지하는 몰드 성형부(50)를 형성하고, 액상에서의 응집이 일어나기 때문에 몰드 성형부(50) 상부면의 높이가 일정하게 형성된다.Therefore, the epoxy resin 91 strongly agglomerated with each other forms the mold molding portion 50 for encapsulating the light emitting diode chip 20, and since the aggregation occurs in the liquid phase, the height of the upper surface of the mold molding portion 50 is increased. Is formed constantly.
그리고, 몰드 성형부(50)의 높이가 비균일하게 나타난 곳은 높이 감지 센서에 의해 감지되어, 몰딩 컴파운드 에폭시 수지의 양을 가감시킴으로써, 1회 생산되는 개별 발광 다이오드들간의 높이를 동일하게 형성할 수 있다.And, where the height of the mold forming part 50 is non-uniformly detected by a height sensor, by adding or subtracting the amount of the molding compound epoxy resin, it is possible to form the same height between the individual LEDs produced once Can be.
이와 같은 방법으로 몰드 성형부(50)가 형성된 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)은 2차 경화를 위하여, 소정 온도로 가열된 오븐(미도시)내에 삽입되어진다.In this way, the printed circuit board or the lead frame 10 having the molded part 50 formed therein is inserted into an oven (not shown) heated to a predetermined temperature for secondary curing.
이후, 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)을 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리한다.Thereafter, the printed circuit board or lead frame 10 is separated into individual light emitting diodes using cutting means.
한편, 상기 인쇄 회로 기판(10)을 상기 열판(80)에 고정시키는 고정 수단(70)은 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)의 형태에 따라 그 형상 및 재료가 가변된다.On the other hand, the fixing means 70 for fixing the printed circuit board 10 to the hot plate 80 is variable in shape and material according to the shape of the printed circuit board or lead frame 10.
이때, 램프형 발광 다이오드는 상기와 동일한 방법으로 형성하되, 상기 발광 다이오드 칩(20)이 실장된 리드 단자(10a)의 반사컵에 외주 몰딩부(50)를 형성할 때 성형용 틀을 이용하여 제작된다.In this case, the lamp-type light emitting diode is formed in the same manner as above, but when forming the outer molding portion 50 in the reflecting cup of the lead terminal (10a) in which the light emitting diode chip 20 is mounted using a molding frame Is produced.
더 나아가, 백색 또는 중간색을 발광하는 파장변환 발광 다이오드는 상기의 고정에서 한 가지 공정을 더 추가하게 되고, 이는 하기에서 설명될 것이다.Furthermore, wavelength converting light emitting diodes emitting white or neutral colors add one more process in the above fixing, which will be explained below.
표면 실장형 파장변환 발광 다이오드는 상기에서 설명한 바와 동일한 방법으로 상기 발광 다이오드 칩(20)을 에워싸는 수용기(60)가 형성된 인쇄 회로 기판(10) 또는 반사기(60)를 갖는 리드 프레임(10)을 고정 수단(70)으로 고정하고 소정 온도로 가열된 열판(80)상에 실장한다.The surface-mounted wavelength conversion light emitting diode fixes the lead frame 10 having the reflector 60 or the printed circuit board 10 on which the receiver 60 surrounds the light emitting diode chip 20 in the same manner as described above. It is fixed on the means 70 and mounted on a hot plate 80 heated to a predetermined temperature.
이 때, 분사 장치(90)의 유·공압 실린더에 투입되는 분말 에폭시(91)에는 파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료가 중량당 0wt％-50wt％의 비율로 혼합된다.At this time, the powder epoxy 91 introduced into the hydraulic / pneumatic cylinder of the injection apparatus 90 contains a fluorescent pigment that is excited by light emitted from the light emitting diode chip for wavelength conversion, with a weight of 0wt% -50wt% per weight. Mixed in proportions.
상기 혼합 분말은 상기 수용기 또는 반사기(60) 내부에 각각 소정량 도포되고, 도포 즉시 고상에서 액상으로 상변환되면서 서로 응집되어 경화된다.The mixed powder is applied to the inside of the receiver or reflector 60 in a predetermined amount, and immediately agglomerated and cured with each other while phase-converting from a solid phase to a liquid phase.
이후, 소정 온도의 오븐에 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임(10)을 삽입하여 상기 에폭시를 2차 경화하고, 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리한다.Thereafter, the printed circuit board or the lead frame 10 is inserted into an oven at a predetermined temperature, and the epoxy is secondly cured, and separated into individual light emitting diodes using cutting means.
이와 달리, 램프형 파장변환 발광 다이오드는 파장변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩(20)으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광 안료와 몰딩용 분말 에폭시 수지(91)를 소정 비율로 혼합한 후, 혼합 분말을 일측 리드 단자(10a)의 상단부에 형성된 반사컵(60)내부에만 도포한다.On the contrary, the lamp-type wavelength conversion light emitting diode is mixed with a fluorescent pigment excited by the light emitted from the light emitting diode chip 20 and a powder epoxy resin 91 for molding in a predetermined ratio for wavelength conversion. The powder is applied only to the inside of the reflective cup 60 formed at the upper end of the one side lead terminal 10a.
이에 따라, 반사컵(60)의 내부는 형광 안료가 균일하게 혼합된 에폭시로 1차 경화부가 형성된다.Accordingly, the inside of the reflecting cup 60 is formed of a primary cured portion of epoxy in which fluorescent pigments are uniformly mixed.
이 후, 상기 1차 경화부가 형성된 리드 단자(10a, 10b)를 180°회전시켜 리드 단자의 상단부를 성형용 틀에 삽입한 후 고정 수단을 이용하여 고정한 후 소정 온도를 유지하도록 가열되는 열판(80)상에 실장한다.Thereafter, the lead terminals 10a and 10b on which the primary hardened portions are formed are rotated by 180 ° to insert the upper end of the lead terminal into a molding frame, and then fixed by using fixing means, and then heated to maintain a predetermined temperature. )
상기 성형용 틀은 몰드 성형부의 요구 형상에 따라 다양한 형태로 그 내부가 형성될 수 있다.The mold for forming may be formed in various forms according to the required shape of the mold molding part.
그리고, 분사 장치를 이용하여 몰딩용 분말 에폭시 수지를 상기 성형용 틀에 각각 소정량 도포하여 반사컵과 리드 단자의 일부분을 봉지하는 2차 경화부를 형성한다.Then, a predetermined amount of powder epoxy resin for molding is applied to the mold for molding using a spraying device to form a secondary hardened portion for sealing a portion of a reflective cup and a lead terminal.
소정 온도의 오븐에 상기 인쇄 회로 기판 또는 리드 단자(10)를 삽입하여 상기 에폭시를 2차 경화부를 소정 시간동안 경화시킨 후, 다이싱등을 통해 개별 발광 다이오드로 분리한다.After the printed circuit board or the lead terminal 10 is inserted into an oven at a predetermined temperature, the epoxy is cured for a predetermined time, and then separated into individual light emitting diodes by dicing.
이 때, 파장변환 발광 다이오드에 실장되는 발광 다이오드 칩이 UV 발광 다이오드 칩(20)인 경우, 백색 발광 다이오드로 형성하기 위해서 상기 몰딩 컴파운드 분말 에폭시(91)내에는 UV광에 의해 여기 발광되어 녹색으로부터 적색 파장까지의 가시광으로 변환시킬 수 있는 형광 안료가 혼합된다.At this time, when the light emitting diode chip mounted on the wavelength conversion light emitting diode is the UV light emitting diode chip 20, in order to form a white light emitting diode, the molding compound powder epoxy 91 is excited by UV light to emit light from green. Fluorescent pigments are mixed that can be converted into visible light up to the red wavelength.
바람직하게는, 형광 안료는 UV광에 반응하여 적색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Y2O2S:Eu와, 녹색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 ZnS:Cu,Au,Al 및, 청색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6C12:Eu가 소정 비율로 혼합된 것이다.Preferably, the fluorescent pigment is fluorescent pigment Y 2 O 2 S: Eu having red excitation light emission characteristic in response to UV light and fluorescent pigment ZnS: Cu, Au, Al and green excitation light emission property having green excitation light emission property. Fluorescent pigments (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 C 12 : Eu having a mixed ratio at a predetermined ratio.
바람직하게, 형광 안료는 분말 에폭시 수지에 대해, 중량당 적색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Y2O2S:EU를 40-90wt%, 녹색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료 Zns:Cu,Au,Al을 5-30wt%, 청색 여기 발광 특성을 갖는 형광 안료(Sr, Ca, Ba, Mg)10(P04)6C12:EU를 0-30wt%의 비율로 혼합한다.Preferably, the fluorescent pigment is 40-90wt% of the fluorescent pigment Y 2 O 2 S: EU having red excitation light emission property per weight, and the fluorescent pigment Zns: Cu, Au, Al with respect to the powder epoxy resin 5-30 wt%, fluorescent pigments (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (P0 4 ) 6 C 12 : EU having blue excitation light emission characteristics are mixed at a ratio of 0-30 wt%.
이와 같은 제작 방법으로 제작된 파장변환 발광 다이오드에 있어서, 발광 다이오드 칩(20)에서 방사된 UV광의 일부는 에폭시 몰드 성형부(50)내에 균일하게 분포된 형광 안료에 흡수되어 녹색 또는 적색 또는 청색광으로 변환된다.In the wavelength conversion light emitting diode manufactured by the manufacturing method as described above, a part of the UV light emitted from the light emitting diode chip 20 is absorbed by the fluorescent pigment uniformly distributed in the epoxy mold forming part 50 and converted into green or red or blue light. Is converted.
그리고, 변환된 광은 에폭시 몰드 성형부(50)로부터 방사되어 변환되지 않은 UV광의 일부와 결합하여 백색광을 형성한다.The converted light is emitted from the epoxy mold forming part 50 to combine with a part of the unconverted UV light to form white light.
즉, UV광을 흡수한 형광 안료는 녹색에서 적색까지 비교적 넓은 파장 범위의 광을 발광하고, 형광 안료에 의해 완전히 흡수되지 않고 발광되는 일부의 UV광과형광 안료에서 발광되는 녹색에서 적색의 광이 합쳐져서 백색이 발광된다.That is, the fluorescent pigment absorbing UV light emits light in a relatively wide wavelength range from green to red, and the green to red light emitted from some UV light and fluorescent pigments that are not completely absorbed by the fluorescent pigment. Together, white light is emitted.
이와 달리, 청색 발광 다이오드를 이용하여 백색 발광 다이오드를 제작하는 경우, 상기 형광 안료는 (Y·Ce)3Al5O12또는 (Y·Gd·Ce)3Al5O12과 같은 (Y·Gd·Ce)-Al-O계 형광 안료, 통상 YAG 이라고 형광 안료가 몰딩용 분말 에폭시 수지에 대하여 소정 비율로 혼합된다.In contrast, in the case of manufacturing a white light emitting diode using a blue light emitting diode, the fluorescent pigment is (Y.Gd) such as (Y.Ce) 3 Al 5 O 12 or (Y.Gd.Ce) 3 Al 5 O 12. Ce) -Al-O-based fluorescent pigments, usually YAG, fluorescent pigments are mixed at a predetermined ratio with respect to the powder epoxy resin for molding.
따라서, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 그대로 투과된 청색광과 상기 청색광을 흡수하여 황색으로 여기발광 되는 광이 합쳐져서 백색이 발광된다.Therefore, the blue light transmitted as it is from the light emitting diode chip and the light absorbed by the blue light and excited by yellow light are combined to emit white light.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드는 열판상에서 일정 온도로 칩이 실장된 인쇄 회로 기판 또는 리드 프레임 또는 리드 단자를 가열한 상태에서 분말 상태의 에폭시와 형광 안료를 분사하여 단시간에 상기 에폭시를 융해·경화시킴으로써, 몰드 성형부내의 기포 발생을 방지하고, 발광색의 색도를 향상시키며, 개별 발광 다이오드 사이의 색도 편차를 감소시킬 수 있다.As described above, the light emitting diode according to the present invention sprays the epoxy and the fluorescent pigment in a powder state while heating a printed circuit board, a lead frame or a lead terminal on which a chip is mounted at a predetermined temperature on a hot plate, and the epoxy in a short time. By melting and hardening, bubbles can be prevented from occurring in the molded part, the chromaticity of the emitted color can be improved, and the chromaticity deviation between the individual light emitting diodes can be reduced.
또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드는 몰드 성형부의 높이를 감지하여 도포되는 분말 에폭시 수지의 양을 제어함으로써 몰드 성형부 상부면을 평탄화시킬 수 있고, 개별 반도체 패키지의 몰딩부의 높이를 모두 일정하게 형성할 수 있으므로, 색도와 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the light emitting diode according to the present invention can planarize the upper surface of the mold molding part by controlling the amount of powder epoxy resin applied by sensing the height of the mold molding part, and uniformly forming all the heights of the molding parts of the individual semiconductor packages. Therefore, chromaticity and product reliability can be improved.
또, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제작 공정에 있어서, 분말 에폭시 수지의 도포공정과 경화공정이 동시에 행하여지기 때문에 발광 다이오드 제작 공정이 단순화되어, 생산 수율이 향상된다.In the light emitting diode fabrication process according to the present invention, since the application process and the curing process of the powder epoxy resin are performed at the same time, the light emitting diode fabrication process is simplified and the production yield is improved.
또한, 분말 상태로 에폭시와 형광 안료가 균일하게 혼합되기 때문에 개별 칩 LED 뿐만 아니라, 1회 제품 생산품에서 생산되는 발광 다이오드들마다 그 발광색이 균일하여 제품 공급 수율이 향상되고, 발광 휘도가 향상된다.In addition, since the epoxy and the fluorescent pigment are uniformly mixed in the powder state, not only the individual chip LEDs but also the light emitting colors are uniform for each light emitting diode produced in a single product product, so that the product supply yield is improved and the light emission luminance is improved.
그리고, 고체 상태의 에폭시 수지를 사용하기 때문에 에폭시 자체가 단시간에 경화될 수 있으므로 형광 안료가 하중에 의해 밑으로 가라않는 것이 방지되어 백색 발광 다이오드의 제작시 발광 휘도등의 백색 제품 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, since the epoxy itself can be cured in a short time because the epoxy resin in the solid state is used, the fluorescent pigment can be prevented from going down by the load, thereby improving the white product quality such as the luminance of the luminescence in the manufacture of the white light emitting diode. have.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121217 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131211 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |