KR20040080606A - 전자 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전자 발광 소자의 제조 방법은 (1)기판을 준비하는 단계, (2)상기 기판에 소정의 패턴에 따른 복수의 관통공을 형성하는 단계, (3)상기 기판의 (상기 복수의 관통공의 내측면을 포함하는) 표면에 구리 층을 형성하는 단계, (4)상기 기판의 표면에 은 층을 형성하는 단계, (5)상기 기판의 표면에 소정 패턴의 금속 적층이 형성되도록 포토리소그래피(photolithography) 기술을 사용하여 상기 기판 표면의 소정 영역에 형성된 금속 층을 제거하는 단계, (6)복수의 청색 광 발광 다이오드 칩을 상기 금속 적층의 은 층 표면의 복수의 소정 대응 위치에 각각 장착하는 단계, (7)각각의 발광 다이오드 칩과 금속 적층 사이에 금속 와이어를 통해 적절한 전기 접속을 형성하는 단계, (8)적절한 피복재(예를 들어 에폭시)를 사용하여 발광 다이오드 칩 및 기판 상의 대응 금속 와이어를 피복하는 단계, (9)복수의 발광 다이오드 소자를 형성하기 위해 상기 기판을 절단하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 전자 발광 소자의 제조에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 발광 다이오드 소자의 제조에 관한 것이다.
LED 소자는 예를 들어 광 디스플레이, 교통 신호등, 데이터 기억 장치, 통신 기기, 조명 기기, 및 의료 기기 등의 광범위한 곳에 응용된다. 현대적 환경 요구에 따라 LED의 밝기를 어떻게 경제적이고 효과적으로 개선하는 가가 연구 개발 엔지니어의 중요한 과제이다.
LED의 제조를 위한 일반적인 방법은 (1)글래스 에폭시 등으로 이루어진 기판을 제공하는 단계, (2)상기 기판에 소정의 패턴에 따른 복수의 관통공을 형성하는단계, (3)(상기 복수의 관통공의 내측면을 포함하는)표면에 구리 층을 형성하는 단계, (4)상기 기판의 표면에 니켈 층을 형성하는 단계, (5)상기 기판의 표면에 금 층을 형성하는 단계, (6)상기 기판의 표면에 소정 패턴의 금속 적층이 형성되도록 포토리소그래피(photolithography) 기술을 사용하여 상기 기판 표면의 소정 영역에 형성된 금속 층을 제거하는 단계, (7)복수의 발광 다이오드 칩을 상기 금속 적층의 금 층 표면의 복수의 소정 대응 위치에 장착하는 단계, (8)각각의 발광 다이오드 칩과 금속 적층 사이에 금속 와이어를 통해 적절한 전기 접속을 형성하는 단계, (9)적절한 피복재(예를 들어 에폭시)를 사용하여 발광 다이오드 칩 및 기판 상의 대응 금속 와이어를 피복하는 단계, (10)상기 기판을 복수의 발광 다이오드 소자로 절단하는 단계를 포함한다.
전술한 종래 기술의 발광 다이오드 소자는 (1)상기 금 층 표면의 반사율이 예를 들어 청색 광에 대하여 40%밖에 안 되는 등 단파장 광에 대한 반사율이 낮아서 LED로부터 발광되는 빛이 효과적으로 반사되지 않고, (2)금과 구리 사이의 마이그레이션(migration)을 피하기 위해 인쇄 회로 기판 제조 시에 일반적으로 구리 박막을 도금한 기판 표면 상에 금 층을 도금하기 전에 니켈 층이 배리어(barrier) 층으로서 도금되어야 하며, (3)니켈은 인체에 유해하고, (4)금 소재는 상대적으로 고가인 단점을 갖는다.
본 발명의 발명자는 환경 보호 측면에서 LED 소자의 밝기를 효과적으로 개선하는 방법을 오랫동안 검토하였다. 이 분야에 지식을 가진 많은 사람들은 LED 소자의 제조에서 구리 박막이 도금된 기판의 표면에 은(silver) 층을 도금하는 것이불가능하다고 생각하였으며, 그 이유는 은이 최종적으로 검게 변화하기 때문이었다. 그러나 본 발명의 발명자는 이러한 문제를 역으로 생각하여 검토하였으며, 인쇄 회로 기판의 소정 영역에 금 층의 도금 대신에 은 층을 도금함으로써 단파장 광에 대하여 비교적 높은 반사율(예를 들어 청색 광에 대하여 97%)을 갖는 예상외의 전술한 단점 극복이 가능하다는 것을 확인하였고, 이로 인해 환경 보호 측면에서 LED의 밝기를 효과적으로 개선할 수 있게 되었다.
본 발명의 목적은 향상된 밝기를 나타낼 수 있는 전자 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정이 단순화되어 제조 비용을 저감할 수 있는 전자 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 저가의 전기 도금 소재를 채용하여 재료비를 저감할 수 있는 전자 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인체에 유해한 니켈을 사용하지 않음으로써 관련된 환경 보호 규정에 부합될 수 있는 전자 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반가공된 인쇄 회로 기판을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 LED 소자를 나타내는 도면이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 발광 소자의 제조 방법은 (1)기판을 준비하는 단계, (2)상기 기판에 소정의 패턴에 따른 복수의 관통공을 형성하는 단계, (3)상기 기판의 (상기 복수의 관통공의 내측면을포함하는) 표면에 구리 층을 형성하는 단계, (4)상기 기판의 표면에 은 층을 형성하는 단계, (5)상기 기판의 표면에 소정 패턴의 금속 적층이 형성되도록 포토리소그래피(photolithography) 기술을 사용하여 상기 기판 표면의 소정 영역에 형성된 금속 층을 제거하는 단계, (6)복수의 청색 광 발광 다이오드 칩을 상기 금속 적층의 은 층 표면의 복수의 소정 대응 위치에 각각 장착하는 단계, (7)각각의 발광 다이오드 칩과 금속 적층 사이에 금속 와이어를 통해 적절한 전기 접속을 형성하는 단계, (8)적절한 피복재(예를 들어 에폭시)를 사용하여 발광 다이오드 칩 및 기판 상의 대응 금속 와이어를 피복하는 단계, (9)복수의 발광 다이오드 소자를 형성하기 위해 상기 기판을 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 전술한 목적, 특징, 및 효과는 이하의 첨부 도면을 참조한 상세한 설명을 통해 보다 잘 이해할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 발광 소자의 제조 방법은 (1)기판을 준비하는 단계, (2)상기 기판에 소정의 패턴에 따른 복수의 관통공을 형성하는 단계, (3)상기 기판의 (상기 복수의 관통공의 내측면을 포함하는) 표면에 구리 층을 형성하는 단계, (4)상기 기판의 표면에 은 층을 형성하는 단계, (5)상기 기판의 표면에 소정 패턴의 금속 적층이 형성되도록 포토리소그래피 기술을 사용하여 상기 기판 표면의 소정 영역에 형성된 금속 층을 제거하는 단계, (6)복수의 청색 광 발광 다이오드 칩을 상기 금속 적층의 은 층 표면의 복수의 소정 대응 위치에 각각 장착하는 단계, (7)각각의 발광 다이오드 칩과 금속 적층 사이에 금속 와이어를 통해 적절한 전기 접속을 형성하는 단계, (8)적절한 피복재(예를 들어 에폭시)를 사용하여 발광 다이오드 칩 및 기판 상의 대응 금속 와이어를 피복하는 단계, (9)복수의 발광 다이오드 소자를 형성하기 위해 상기 기판을 절단하는 단계를 포함한다.
당업자들은 전술한 9개의 단계 중 임의의 연속하는 2개의 단계 사이에 하나 이상의 단계가 추가될 수도 있음을 이해하여야 한다. 도 1에는 전술한 바와 같은 단계 6 이후의 기판(11)을 도시하며, 이 기판에는 복수의 관통공(20) 및 도전 구역 패턴(30)이 형성된다. 상기 도전 구역은 복수의 도전 구역 쌍으로 분할되며, 각 쌍은 도 2에 도시한 바와 같이 도전 구역(12) 및 도전 구역(13)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 전술한 방법에 따라 제조된 LED 소자(1)는 예를 들어, 기판(11), 도전 구역(12), 도전 구역(13), 청색 LED 칩(14), 금속 와이어(15)(예들 들어 금으로 제조), 및 피복재(16)를 포함하고, 상기 기판은 예를 들어 글래스 에폭시로 만들어지며, 일반적인 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 것과 유사하다. 각 도전 구역(12 및 13)은 본 발명의 전술한 방법에 의해 형성되는 구리 층 및 은 층으로 구성된다. 청색 LED 칩(14)의 음극 단자는 전기적으로 접속되며 도전 구역(12)에 부착된다. 금속 와이어(15)는 도전 구역(13)이 청색 LED 칩(14)의 양극 단자에 전기적으로 접속되도록 한다. 피복재(16)는 예를 들어 내고온성 실리카겔 또는 에폭시 수지로 구성되며, 청색 LED 칩(14), 도전 구역(12 및 13) 상의 금속 와이어(15), 및 기판(11)을 피복하도록 사용된다. 피복재(16)에 의해 피복된 도전 구역(12 및 13)의 은 표면 부분은 공기와 격리되기 때문에 검게 변화하지 않게 된다.
본 발명에 따라 제조된 LED 소자(1)에 의해 생성되는 빛의 밝기는 종래 기술의 LED에 의해 생성되는 빛의 밝기의 대략 140%이며, 즉 본 발명에 의해 40%의 밝기 증가를 얻을 수 있다는 것이 실험을 통해 확인되었다.
또한, 기판 상의 구리 층과 은 층 사이에 마이그레이션이 발생하지 않음으로써 니켈 층이 먼저 배리어 층으로서 전기 도금될 필요 없이 구리 층 상에 직접 전기 도금될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 LED 소자(1)의 제조 방법을 단순화하도록 사용될 수 있고 관련된 환경 보호 규정에 부합될 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 당업자들은 청구범위에 기재한 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 다양한 변경을 가할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예들 들어 본 발명에 따른 은 층을 대신하여 은 합금 층이 사용될 수 있다.
본 발명에 따라, 향상된 밝기를 나타낼 수 있고, 공정이 단순화되어 제조 비용을 저감할 수 있으며, 보다 저가의 전기 도금 소재를 채용하여 재료비를 저감할 수 있고, 인체에 유해한 니켈을 사용하지 않음으로써 관련된 환경 보호 규정에 부합될 수 있는 전자 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
Claims (6)
- 기판을 준비하는 단계,상기 기판에 제1 소정의 패턴에 따른 복수의 관통공을 형성하는 단계,상기 기판의, 상기 복수의 관통공의 내측면을 포함하는 표면에 제1 도전 층을 형성하는 단계,상기 기판 상에 상기 제1 도전 층 및 상기 제2 도전 층으로 이루어지는 금속 적층이 형성되도록 상기 기판의 표면에 제2 도전 층을 형성하는 단계,제2 소정의 패턴에 따라 상기 기판 상의 상기 금속 적층의 소정 부분을 제거하고, 그에 따라 제3 소정의 패턴에 따라 상기 기판 상의 상기 금속 적층의 잔여 부분을 형성하는 단계,복수의 발광 소자를 복수의 소정 위치에서 각각 상기 금속 적층의 잔여 부분의 표면에 장착하는 단계,상기 각각의 발광 소자와 상기 금속 적층의 잔여 부분 사이에 적절한 전기 접속을 형성하는 단계,적절한 피복재를 사용하여 상기 기판 상의 발광 소자 각각을 피복하는 단계, 및복수의 발광 다이오드 소자가 형성되도록 상기 기판을 절단하는 단계를 포함하고,상기 제2 도전 층의 반사율은 상기 발광 다이오드 소자로부터 발광되는 빛에대하여 실질적으로 70% 이상인전자 발광 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제2 도전 층은 은(silver)을 포함하는 전자 발광 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 도전 층과 상기 제2 도전 층 사이에 마이그레이션(migration)이 일어나지 않는 전자 발광 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광 소자는 청색 광을 발광하는 다이오드 칩인 전자 발광 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제2 도전 층의 반사율은 상기 발광 소자로부터 발광되는 빛에 대하여 실질적으로 95% 이상인 전자 발광 소자의 제조 방법.
- 기판을 준비하는 단계,상기 기판에 제1 소정의 패턴에 따른 복수의 관통공을 형성하는 단계,상기 기판의, 상기 복수의 관통공의 내측면을 포함하는 표면에 구리 층을 형성하는 단계,상기 기판 상에 상기 구리 층 및 상기 은 층으로 이루어지는 금속 적층이 구성되도록 상기 기판 상에 은 층을 형성하는 단계,제2 패턴에 따라 상기 기판 상에 형성된 상기 금속 적층의 소정 부분을 제거하여, 제3 소정의 패턴에 따라 상기 기판 상의 상기 금속 적층의 잔여 부분을 남기는 단계,복수의 청색 광 발광 다이오드 칩을 복수의 소정 위치에서 각각 상기 금속 적층의 잔여 부분의 금(gold) 층의 표면에 장착하는 단계,상기 각각의 발광 다이오드 칩과 상기 금속 적층의 잔여 부분 사이에 적절한 전기 접속을 형성하는 단계,적절한 피복재를 사용하여 상기 기판 상의 발광 다이오드 칩 각각을 피복하는 단계, 및복수의 발광 다이오드 소자가 형성되도록 상기 기판을 절단하는 단계를 포함하는 전자 발광 소자의 제조 방법.
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| KR1020030015467A KR20040080606A (ko) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | 전자 발광 소자의 제조 방법 |
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2003
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