KR20060000242A - White light source of high output and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고출력 백색 광원 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 상부에 칩 마운팅 영역이 형성되어 있고, 이 칩 마운팅 영역의 주변에 한 쌍의 전극단자들이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들이 돌출되어 있는 패키지 기판과; 상기 패키지 기판의 칩 마운팅 영역에 본딩된 발광 다이오드 칩과; 상기 발광 다이오드 칩과 상기 전극단자들에 본딩된 와이어와; 상기 패키지 기판의 발광 다이오드 칩, 전극단자들 및 와이어가 내부에 포함되도록 상기 패키지 기판에 접착되어 있고, 내부에 중공부를 가지며, 형광체가 분산된 고분자 수지로 만들어진 렌즈로 구성된다.The present invention relates to a high power white light source and a method of manufacturing the same, wherein a chip mounting region is formed on the upper portion, and a pair of electrode terminals are formed around the chip mounting region, and the pair of electrode terminals are respectively A package substrate electrically connected to the pair of leads protruding outward; A light emitting diode chip bonded to the chip mounting region of the package substrate; Wires bonded to the light emitting diode chip and the electrode terminals; The light emitting diode chip, the electrode terminal and the wire of the package substrate is bonded to the package substrate so as to be included therein, and has a hollow inside, and consists of a lens made of a polymer resin in which the phosphor is dispersed.
따라서, 본 발명은 사출 성형된 렌즈를 부착하는 공정 외에 별도의 형광체가 분산된 고분자 수지 도포 공정이 요구되지 않으므로 공정시간을 단축할 수 있고, 저가로 대량 생산할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the present invention does not require a polymer resin coating process in which a separate phosphor is dispersed in addition to the process of attaching the injection molded lens, thereby reducing the process time and producing mass at low cost.
또한, 형광체가 분산된 렌즈를 사용하여 칩에 형광체 접촉을 차단함으로써, 고휘도, 고효율 백색광 구현에 있어 내열 및 내광성에 따른 문제점을 해소하고, 고 신뢰성을 가지는 소자를 구현할 수 있는 우수한 효과가 있다.In addition, by blocking the phosphor contact on the chip by using a lens in which the phosphor is dispersed, there is an excellent effect to solve the problems caused by heat and light resistance in the implementation of high brightness, high efficiency white light, and to implement a device having high reliability.
백색, 광원, 형광체, 렌즈, 사출White, light source, phosphor, lens, injection
Description
도 1a와 1b는 종래 기술에 따른 형광체를 도포하여 백색 발광 소자를 제조하는 공정을 나타내는 단면도1A and 1B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a white light emitting device by applying a phosphor according to the related art.
도 2a 내지 2d는 종래 기술에 따른 다른 방법으로 고출력 백색 광원을 제조하는 공정을 나타내는 상면도2A to 2D are top views illustrating a process of manufacturing a high power white light source by another method according to the prior art.
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 고출력 백색 광원을 제조하는 공정을 나타내는 도면3a to 3d are views illustrating a process of manufacturing a high power white light source according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 고출력 백색 광원의 단면도4 is a cross-sectional view of a high power white light source according to the present invention;
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 고출력 백색 광원의 다른 실시예도5a to 5c are another embodiment of a high power white light source according to the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
500 : 패키지 기판 520 : 칩 마운팅 영역500: package substrate 520: chip mounting area
530a,530b : 전극단자 535a,535b : 리드530a, 530b: Electrode
540 : 발광 다이오드 칩 550 : 와이어540: light emitting diode chip 550: wire
590 : 홈 595 : 반사막590: groove 595: reflective film
600,900 : 렌즈 610,910 : 중공부600,900 lens 610,910 hollow part
700 : 몰딩 수지 710 : 고분자 수지700
본 발명은 고출력 백색 광원 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출 성형된 렌즈를 부착하는 공정 외에 별도의 형광체가 분산된 고분자 수지 도포 공정이 요구되지 않으므로 공정시간을 단축할 수 있고, 저가로 대량 생산할 수 있으며, 형광체가 분산된 렌즈를 사용하여 칩에 형광체 접촉을 차단함으로써, 고휘도, 고효율 백색광 구현에 있어 내열 및 내광성에 따른 문제점을 해소하고, 고 신뢰성을 가지는 소자를 구현할 수 있는 고출력 백색 광원 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-output white light source and a method for manufacturing the same, and more particularly, a process of shortening the process time is not required because a process of applying a polymer resin in which a separate phosphor is dispersed in addition to the process of attaching an injection molded lens is required. It can be mass-produced by using a lens in which phosphors are dispersed, and by blocking the phosphor contact on the chip, it solves the problem of heat and light resistance in realizing high brightness and high efficiency white light, and high power white that can implement a device having high reliability. A light source and its manufacturing method are related.
일반적으로, 발광 다이오드는 소형으로 효율이 우수하고, 선명한 색상의 발광이 가능하고, 반도체 소자이기 때문에 손상의 염려가 적으며, 초기 구동특성 및 내진성이 우수하고 또한 온(ON)/오프(OFF) 점등과 같은 반복에 강하다는 장점을 지니고 있다. In general, light emitting diodes are compact and have excellent efficiency, are capable of emitting bright colors, and are less susceptible to damage because they are semiconductor devices, have excellent initial driving characteristics and shock resistance, and are ON / OFF. It has the advantage of being strong in repetition such as lighting.
이 때문에, 각종 표시기나 다양한 광원으로 넓게 이용되고 있다. For this reason, it is widely used by various indicators and various light sources.
최근에는 초고휘도, 고효율의 R, G, B의 발광 다이오드가 각각 개발되고, 이러한 발광 다이오드를 이용한 대화면의 LED 디스플레이가 상용화 되게 되었다. Recently, ultra high brightness, high efficiency R, G, B light emitting diodes have been developed, and large LED displays using such light emitting diodes have been commercialized.
이러한, LED 디스플레이는 적은 소비전력으로 동작이 가능하고 가볍고 긴 수명의 우수한 특성을 가지고 향후 사용증대가 기대되고 있다.Such LED displays are expected to be used in the future with low power consumption and excellent characteristics of light and long life.
또한, 최근에 발광 다이오드를 이용한 백색발광 광원을 구성하는 다양한 시도가 되고 있다. In recent years, various attempts have been made to configure a white light emitting light source using a light emitting diode.
발광 다이오드를 이용하고 백색광을 얻기 위해서는 발광 다이오드가 단색성 피크파장을 가지기 때문에 R, G, B의 3개 발광 다이오드를 근접하여 설치하고 발광 시켜 확산 혼색하여야 한다. In order to use a light emitting diode and to obtain white light, since the light emitting diode has a monochromatic peak wavelength, three light emitting diodes of R, G, and B should be installed in close proximity and emit light.
이러한 구성을 통해 백색광을 구현하고자 한 경우에는 발광 다이오드의 색조나 휘도등이 불규칙하여 원하는 백색을 얻기 어려운 점이 있다. When white light is to be realized through such a configuration, there is a difficulty in obtaining desired white color due to irregular hue or luminance of the light emitting diode.
그리고, 발광 다이오드 각각이 다른 재료를 이용하여 형성되어 있기 때문에 각 발광 다이오드의 구동전압이 다르고 각기 다른 전압을 인가할 필요가 있으므로 구동회로가 복잡해진다는 단점이 있다. Further, since each of the light emitting diodes is formed using a different material, the driving voltages of the light emitting diodes are different and it is necessary to apply different voltages.
이와 아울러, 각 발광 다이오드가 반도체 발광소자이기 때문에 각 온도특성이나 경시변화가 다르고, 색조가 사용환경에 따라서 변화하거나, 각 발광 다이오드에 따라서 발생되는 빛을 균일하게 혼색시키기가 어렵고 얼룩이 발생하는 경우가 많은 등의 단점이 있다. In addition, since each light emitting diode is a semiconductor light emitting element, each temperature characteristic and change with time vary, and color tone changes according to the use environment, or it is difficult to uniformly mix light generated by each light emitting diode, and spots are generated. There are many disadvantages.
즉, 이러한 삼색 혼합을 통한 백색광 구현은 만족스러운 결과를 얻기에는 부족한 점이 많은 것이 사실이다. In other words, it is true that the white light implementation through such tricolor mixing is not sufficient to obtain satisfactory results.
상기 단점을 해소하기 위하여, 특정파장을 발광하는 발광 다이오드를 이용하고 이러한 발광 다이오드의 소자부분을 커버하는 수지 몰드 재료 중에 발광소자로부터 빛을 흡수하고 흡수한 빛과 다른 파장의 빛을 발광하는 형광체를 함유시키는 방법이 널리 알려져 있다. In order to solve the above-mentioned disadvantages, a phosphor that uses a light emitting diode emitting a specific wavelength and a resin which absorbs light from the light emitting element and emits light having a different wavelength from the resin mold material covering the device portion of the light emitting diode is used. The method of containing is widely known.
이러한 방법은 예를 들어, 발광소자로서 청색계의 발광이 가능한 발광소자를 이용하고 그 발광 소자에서 발광하는 빛을 흡수하여 황색계의 빛을 발광하는 형광체를 함유한 수지에 몰드하여 혼색에 의한 백색계의 빛이 발광 가능한 다이오드를 제작하는 방법이다. Such a method is, for example, using a light emitting device capable of emitting light of a blue color as a light emitting device, and is molded into a resin containing a phosphor which absorbs the light emitted from the light emitting device and emits light of a yellow light, and thus is mixed with white color. It is a method of manufacturing a diode capable of emitting light of the system.
또한, 자외선 대역의 발광 다이오드를 이용하고, R, G, B 포스퍼(Phosphor)를 각각 섞어서 가시광선 전파장 영역에서 발광을 유도하여 백색발광이 가능한 시스템을 이용하고 있다. In addition, using a light emitting diode in the ultraviolet band, R, G, B phosphors (Phosphor) are mixed to induce light emission in the visible light field, the white light emitting system is used.
최근에는 고휘도에 대한 수요가 높아지면서 고출력 백색광원에 대한 제품개발이 늘어나고 있지만, 고휘도 백색광원 구현의 경우, 칩으로부터 높은 출력뿐만 아니라 많은 열의 발생이 반드시 뒤따르게 된다. Recently, as the demand for high brightness increases, product development for high power white light sources is increasing. However, in the case of realizing high brightness white light sources, not only a high output from the chip but also a lot of heat generation is necessarily followed.
따라서, 현재와 같이 칩 상부에 직접 형광체 고분자 수지를 도포하게 되면, 칩 자체와의 접촉에 의해 광 및 열적 안전성이 떨어지게 되고, 궁극적으로 소자의 노화에 의해 신뢰성에 문제를 야기하게 된다. Therefore, if the fluorescent polymer resin is directly applied on the chip as in the present, the optical and thermal safety is degraded by contact with the chip itself, and ultimately, the aging of the device causes a problem in reliability.
이러한 단점들을 극복하기 위하여 다양한 히트싱크(Heat sink)의 설계 및 부착, 열 발산이 뛰어난 재질의 사용 등을 통하여 방열 효율을 극대화하기 위해 노력하고 있지만, 원가상승 및 추가적인 조립 공정 등으로 인해 쉽지 않은 접근방법이 되고 있다.To overcome these shortcomings, we try to maximize heat dissipation efficiency by designing and attaching various heat sinks and using materials with excellent heat dissipation, but it is not easy approach due to cost increase and additional assembly process It is a way.
도 1a와 1b는 종래 기술에 따른 형광체를 도포하여 백색 발광 소자를 제조하는 공정을 나타내는 단면도로서, 먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 리드프레임(120)의 반사판(121)에 발광 다이오드(110)를 본딩하고, 상기 발광 다이 오드(110)와 리드프레임(120)을 와이어(140)로 본딩한 다음, 상기 발광 다이오드(110)를 감싸도록, 형광체가 포함되어 있는 고분자 수지(130)를 상기 리드프레임(120)의 반사판(121)에 도포한다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a white light emitting device by applying a phosphor according to the related art. First, as shown in FIG. 1A, the
여기서, 리드프레임(120)은 상호 이격된 한 쌍의 외부 인출용 단자(120a,120b)를 구비하고 있다.Here, the
그 후, 상기 발광 다이오드(110)를 외부환경으로부터 보호하기 위하기 위하여, 투명한 재료로 리드프레임(120)의 일부를 감싸는 몰딩공정을 수행한다.(도 1b)Thereafter, in order to protect the
전술된 종래의 백색 발광 소자는 형광체 및 고분자 수지가 발광 다이오드 칩 표면에 직접 접촉해 있으므로, 장시간 사용시 발생되는 열과 광에너지에 의해 노화되는 현상이 발생되어 소자의 신뢰성에 심각한 영향을 주게 된다.In the conventional white light emitting device described above, since the phosphor and the polymer resin are in direct contact with the surface of the light emitting diode chip, a phenomenon of aging due to heat and light energy generated during long time use may occur, which may seriously affect the reliability of the device.
또한, 외부환경으로부터 보호하기 위하여 광투과성이 뛰어난 고분자 수지를 이용하여 오목 렌즈(Convex lens) 또는 볼록 렌즈(Concave lens) 형태의 몰딩부를 형성하게 되는데, 이때, 사용 가능한 몰딩 재료는 고온에서도 장시간 노란색화(Yellowing) 현상이 없는 투명한 재료, 즉 에폭시, 요소, 실리콘 등과 같은 수지를 이용한다.In addition, in order to protect from the external environment, a molding part of a convex lens or a concave lens is formed using a polymer resin having excellent light transmittance, and the molding material which can be used is yellowed for a long time even at high temperature. (Yellowing) A transparent material having no phenomenon is used, that is, a resin such as epoxy, urea, and silicone.
하지만, 이 경우 역시 외부환경으로부터 칩 및 형광체가 분산된 고분자 수지를 보호할 수 있지만, 내부로부터 발생되는 열 및 광 안전성은 기대하기 어려운 점이 있다.In this case, however, the polymer resin in which the chip and the phosphor are dispersed may be protected from the external environment, but thermal and light safety generated from the inside may be difficult to expect.
따라서, 장시간 사용시 몰딩재료의 황변 현상이나 형광체의 분해로 인해 색상의 변화가 유발되는 문제가 있다.Therefore, there is a problem that a change in color is caused due to yellowing of the molding material or decomposition of the phosphor when used for a long time.
도 2a 내지 2d는 종래 기술에 따른 다른 방법으로 고출력 백색 광원을 제조하는 공정을 나타내는 상면도로서, 먼저, 상부에 환상(環狀) 가이드(210)가 있고, 이 환상 가이드(210) 내부에 칩 마운팅 영역(220)이 형성되어 있고, 이 칩 마운팅 영역(220)의 주변에 한 쌍의 전극단자들(230a,230b)이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들(235a,235b)이 돌출되어 있는 패키지 기판(200)을 준비한다.(도 2a)2A to 2D are top views illustrating a process of manufacturing a high power white light source by another method according to the prior art. First, an
그 후, 상기 패키지 본체(200)의 칩 마운팅 영역(220)에 발광 다이오드 칩(240)을 본딩하고, 상기 발광 다이오드 칩(240)과 상기 전극단자들(230a,230b)을 와이어(250) 본딩한다.(도 2b)Thereafter, the
그 다음, 상기 발광 다이오드 칩(240) 상부에 형광체가 분산된 고분자 수지(260)를 도포한다.(도 2c)Next, a
상기 도포된 고분자 수지(260)의 경화를 위해 200도에서 3시간 이상 방치하여 고분자 수지를 경화시킨다.In order to cure the coated
마지막으로, 상기 발광 다이오드 칩(240), 와이어(250) 및 전극단자들(230a,230b)을 감싸도록, 상기 환상 가이드(210) 내측으로 투명한 몰딩 수지(270)를 몰딩한다.(도 2d)Finally, a
이러한 종래 기술에서도, 고출력 발광 다이오드 칩 상부에 직접 형광체가 분산된 고분자 수지를 도포할 경우, 쉽게 형광체가 노화되어 소자의 수명이 급격히 떨어지는 문제가 있다. Even in such a prior art, when the polymer resin in which the phosphor is dispersed is directly applied on the high power light emitting diode chip, there is a problem that the phosphor easily ages and the life of the device is drastically decreased.
또한, 도포공정에서 균일성을 유지하기 위하여 세심한 주의가 요구되는 단점 이 있다.In addition, there is a disadvantage that careful attention is required to maintain uniformity in the coating process.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 형광체가 분산된 렌즈를 사용하여, 칩에 형광체 접촉을 차단함으로써, 고휘도, 고효율 백생광 구현에 있어 내열 및 내광성에 따른 문제점을 해소하고, 고 신뢰성을 가지는 소자를 구현할 수 있는 고출력 백색 광원을 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, by using a lens in which phosphors are dispersed, the phosphor contacts are blocked on a chip, thereby solving the problems caused by heat and light resistance in realizing high brightness and high efficiency white light, and high reliability. An object of the present invention is to provide a high power white light source capable of realizing a device having a.
본 발명의 다른 목적은 사출 성형된 렌즈를 부착하는 공정 외에 별도의 형광체가 분산된 고분자 수지 도포 공정이 요구되지 않으므로, 공정시간을 단축할 수 있고, 저가로 대량 생산할 수 있는 고출력 백색 광원의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is a method of manufacturing a high-output white light source that can shorten the process time and can mass-produce at low cost since a process of applying a polymer resin in which a separate phosphor is dispersed in addition to the process of attaching an injection molded lens is not required. To provide.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 상부에 칩 마운팅 영역이 형성되어 있고, 이 칩 마운팅 영역의 주변에 한 쌍의 전극단자들이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들이 돌출되어 있는 패키지 기판과; According to a preferred aspect of the present invention, a chip mounting region is formed thereon, and a pair of electrode terminals are formed around the chip mounting region. A package substrate electrically connected to the terminals, the pair of leads protruding from the outside;
상기 패키지 기판의 칩 마운팅 영역에 본딩된 발광 다이오드 칩과; A light emitting diode chip bonded to the chip mounting region of the package substrate;
상기 발광 다이오드 칩과 상기 전극단자들에 본딩된 와이어와; Wires bonded to the light emitting diode chip and the electrode terminals;
상기 패키지 기판의 발광 다이오드 칩, 전극단자들 및 와이어가 내부에 포함되도록 상기 패키지 기판에 접착되어 있고, 내부에 중공부를 가지며, 형광체가 분산된 고분자 수지로 만들어진 렌즈로 구성된 고출력 백색 광원이 제공된다.A high power white light source is provided, which is bonded to the package substrate so that the light emitting diode chip, the electrode terminals, and the wire of the package substrate are included therein, the hollow portion has a hollow portion, and is made of a lens made of a polymer resin in which phosphors are dispersed.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, 상 부에 칩 마운팅 영역이 형성되어 있고, 이 칩 마운팅 영역의 주변에 한 쌍의 전극단자들이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들이 돌출되어 있는 패키지 기판을 준비하는 제 1 단계와;According to another preferred aspect of the present invention, a chip mounting region is formed thereon, and a pair of electrode terminals are formed around the chip mounting region. A first step of preparing a package substrate in which a pair of leads are protruded to the outside by being electrically connected to the electrode terminals of the first and second electrodes;
상기 패키지 기판의 칩 마운팅 영역에 발광 다이오드 칩을 본딩하고, 상기 발광 다이오드 칩과 상기 전극단자들을 와이어 본딩하는 제 2 단계와;Bonding a light emitting diode chip to a chip mounting region of the package substrate and wire bonding the light emitting diode chip and the electrode terminals;
내부에 중공부를 갖으며, 형광체가 분산된 고분자 수지로 만들어진 렌즈의 중공부에 투명한 몰딩 수지를 충진하는 제 3 단계와;A third step of filling the transparent molding resin with a hollow portion in the hollow portion of the lens made of a polymer resin in which phosphors are dispersed;
상기 렌즈의 중공부에 상기 충진된 몰딩 수지가 상기 패키지 기판의 발광 다이오드 칩, 전극단자들 및 와이어를 감싸도록, 상기 렌즈와 상기 패키지 기판을 접착하는 제 4 단계로 구성된 고출력 백색 광원의 제조 방법이 제공된다.And a fourth step of bonding the lens and the package substrate so that the molding resin filled in the hollow portion of the lens surrounds the LED chip, the electrode terminals, and the wire of the package substrate. Is provided.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 고출력 백색 광원을 제조하는 공정을 나타내는 도면으로서, 도 3a,3b,3d는 상면도이고, 도 3c는 단면도이다.3A to 3D are views illustrating a process of manufacturing a high power white light source according to the present invention. FIGS. 3A, 3B, and 3D are top views, and FIG. 3C is a cross-sectional view.
먼저, 도 3a에서, 상부에 칩 마운팅 영역(520)이 형성되어 있고, 이 칩 마운팅 영역(520)의 주변에 한 쌍의 전극단자들(530a,530b)이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들(530a,530b)과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들(535a,535b)이 돌출되어 있는 패키지 기판(500)을 준비한다.(도 3a)First, in FIG. 3A, a
그 후, 상기 패키지 기판(500)의 칩 마운팅 영역(520)에 발광 다이오드 칩(540)을 본딩하고, 상기 발광 다이오드 칩(540)과 상기 전극단자들(530a,530b)을 와이어(550) 본딩한다.(도 3b)Thereafter, the
상기 발광 다이오드 칩은 청색 또는 자외선을 방출하는 발광 다이오드 칩이 바람직하다.The light emitting diode chip is preferably a light emitting diode chip that emits blue or ultraviolet light.
그 다음, 내부에 중공부(610)를 갖으며, 형광체가 분산된 고분자 수지로 만들어진 렌즈(600)의 중공부에 투명한 몰딩 수지(700)를 충진한다.(도 3c)Next, the
여기서, 상기 렌즈(600)의 형상은 반구(半球) 형상이 바람직하다.Here, the shape of the
그리고, 상기 렌즈(600)는 형광체가 분산된 고분자 수지를 사출 성형하여 만드는 것이 바람직하다.In addition, the
여기에 적용하는 사출성형 공정은 단일공정에서 대량생산이 가능하며, 형광체가 분산된 고분자 수지의 도포 및 경화 공정이 없어지기 때문에 공정단순화가 가능하다. The injection molding process applied here can be mass-produced in a single process, and the process can be simplified because the process of applying and curing the polymer resin in which the phosphor is dispersed is eliminated.
또한, 상기 렌즈로 사용가능한 고분자 수지는 PMMA(Polymethacrylate), PC(Polycarbonate), COC(Cyclic olefin copolymer)와 같은 광투과성과 내광성이 뛰어난 고분자 재료가 바람직하고, 여기에 언급한 재료에 국한되지는 않는다. In addition, the polymer resin usable as the lens is preferably a polymer material having excellent light transmittance and light resistance, such as polymethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and cyclic olefin copolymer (COC), and is not limited thereto. .
이 때, 상기 형광체는 유기 및 무기 혼성형광체, 유기 형광체와 무기 형광체 중 선택된 어느 하나이다. In this case, the phosphor is any one selected from organic and inorganic hybrid phosphors, organic phosphors and inorganic phosphors.
연이어, 상기 렌즈(600)의 중공부(610)에 충진된 몰딩 수지(700)가 상기 패키지 기판(500)의 발광 다이오드 칩(540), 전극단자들(530a,530b) 및 와이어(550)를 감싸도록, 상기 렌즈(600)와 상기 패키지 기판(500)을 접착시킨다.(도 3d)Subsequently, the
도 4는 본 발명에 따른 고출력 백색 광원의 단면도로서, 상부에 칩 마운팅 영역(520)이 형성되어 있고, 이 칩 마운팅 영역(520)의 주변에 한 쌍의 전극단자들(530a,530b)이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들(530a,530b)과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들(535a,535b)이 돌출되어 있는 패키지 기판(500)과; 상기 패키지 기판(500)의 칩 마운팅 영역(520)에 본딩된 발광 다이오드 칩(540)과; 상기 발광 다이오드 칩(540)과 상기 전극단자들(530a,530b)에 본딩된 와이어(550)와; 상기 패키지 기판(500)의 발광 다이오드 칩(540), 전극단자들(530a,530b) 및 와이어(550)가 내부에 포함되도록 상기 패키지 기판(500)에 접착되어 있고, 내부에 중공부(610)를 갖으며, 형광체가 분산된 고분자 수지로 만들어진 렌즈(600)로 구성된다.4 is a cross-sectional view of a high power white light source according to the present invention, in which a
여기서, 상기 렌즈(600)의 중공부(610) 내부에는 발광 다이오드 칩(540), 전극단자들(530a,530b) 및 와이어(550)를 감싸며 충진된 몰딩 수지(700)가 더 구비되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the
그러므로, 본 발명의 고출력 백색 광원은 발광 다이오드 칩 표면에 형광체의 접촉이 전혀 이루어지지 않고, 발광 다이오드 칩과 일정간격이상 떨어진 거리에서 형광체가 분포되어 있으므로, 발광 다이오드 칩에서 발생되는 다량의 열과 직접적인 광출력을 받지 않게 되므로 소자의 내구성이 높아지게 된다. Therefore, the high power white light source of the present invention does not make any contact with the phosphor on the surface of the LED chip, and since the phosphor is distributed at a distance apart from the LED chip by a predetermined distance or more, a large amount of heat generated by the LED chip and direct light Since no output is received, the durability of the device is increased.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 고출력 백색 광원의 다른 실시예도로서, 본 발명의 고출력 백색 광원은 형광체가 분산된 렌즈를 사용하기 때문에, 패키지 기판에 종래 기술과 같은 환상 가이드를 선택적으로 요구한다.5A to 5C show another embodiment of the high power white light source according to the present invention. Since the high power white light source of the present invention uses a lens in which phosphors are dispersed, the package substrate selectively requires an annular guide as in the prior art.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 렌즈(600) 외측의 패키지 기판(500) 상부에는 환상 가이드(510)가 더 형성되어 있으면, 렌즈(600)와 패키지 기판(500)을 접착시킬 때, 접착 오류를 방지하기 위한 마크(Mark) 역할을 수행한다.That is, as shown in FIG. 5A, when the
또한, 도 5b와 같이, 패키지 기판(500)의 칩 마운팅 영역이 오목한 홈(590)으로 이루어져 있고, 이 오목한 홈(590) 표면에 반사막(595)이 코팅되어 있으면, 발광 다이오드 칩(540)에서 방출되는 광이 오목한 홈(590)의 반사막(595)에서 반사되어 광 출력을 증가시킬 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 5B, when the chip mounting region of the
그리고, 도 5c에서는 도 5b의 상태에서 발광 다이오드 칩(540)을 감싸도록, 오목한 홈(590)에 형광체가 분산된 고분자 수지(710)를 도포하고, 형광체를 포함하고 있지 않는 렌즈(900)가 패키지 기판에 부착시켜 제작할 수 있다는 것을 도시한 것이다.In FIG. 5C, the
즉, 도 5c의 고출력 백색 광원은 상부에 오목한 홈(590)이 형성되어 있고, 이 오목한 홈(590) 표면에 반사막(595)이 코팅되어 있고, 오목한 홈(590)의 주변에 한 쌍의 전극단자들(530a,530b)이 형성되어 있고, 이 한 쌍의 전극단자들(530a,530b)과 각각 전기적으로 연결되어 외부로 한 쌍의 리드들(535a,535b)이 돌출되어 있는 패키지 기판(500)과; 상기 패키지 기판(500)의 오목한 홈(590)에 본딩된 발광 다이오드 칩(540)과; 상기 발광 다이오드 칩(540)과 상기 전극단자들(530a,530b)에 본딩된 와이어(550)와; 상기 발광 다이오드 칩(540)을 감싸도록 오목한 홈(590)에 도포되며, 형광체가 분산된 고분자 수지(710)와; 상기 형광체가 분산된 고분자 수지(710), 전극단자들(530a,530b) 및 와이어(550)가 내부에 포함되도록 상기 패키지 기판(500)에 접착되어 있고, 내부에 중공부(910)를 갖으며, 투명 수지로 만들어진 렌즈(900)와; 상기 렌즈(900)의 중공부(910) 내부에 형광체가 분산된 고분자 수지, 전극단자 및 와이어를 감싸며 충진된 몰딩 수지(700)로 구성된다.That is, in the high-output white light source of FIG. 5C, a
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 형광체를 함유하고 있는 고분자 렌즈를 이용하여 고휘도, 장수명의 백색 발광 소자제작이 가능한 장점이 있다. As described above, the present invention has an advantage that a high brightness, long life white light emitting device can be manufactured using a polymer lens containing phosphor.
또한, 백색광원 소자 제조 공정을 획기적으로 줄임으로써, 원가절감을 통한 가격 경쟁력 확보가 가능한 장점이 있다. In addition, by drastically reducing the manufacturing process of the white light source device, there is an advantage that the price competitiveness can be secured through cost reduction.
더불어, 형광체가 함유된 도포용 고분자 수지가 발광 다이오드 칩 표면 상부에 직접 도포되지 않으므로, 발광 다이오드 칩에서 발생되는 고열 및 높은 광출력으로 인해 발생되는 노화요인으로부터 직접적인 영향을 감소시킬 수 있다. In addition, since the coating polymer resin containing the phosphor is not directly applied on the upper surface of the light emitting diode chip, it is possible to directly reduce the influence from the aging factor caused by the high heat and high light output generated in the light emitting diode chip.
이러한 장점과 더불어 현 공정에 부가적인 고가의 장비를 필요로 하지 않고 공정단순화로 저가의 소자공급 및 라트(Lot)별 편차발생을 최소화할 수 있다. In addition to these advantages, it is possible to minimize the occurrence of low-cost device supply and lot-to-lot variation by simplifying the process without requiring additional expensive equipment for the current process.
그러므로, 본 발명은 상기의 장점을 이용하여 이동 통신 단말기에 사용되는 키 패드(Key pad)용 광원 또는 디스플레이 광원 등으로 다양한 응용성을 가지는 백색광원 소자를 저가로 대량생산을 할 수 있다.Therefore, the present invention can mass-produce a white light source device having various applications as a light source for a keypad or a display light source for use in a mobile communication terminal at low cost.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 사출 성형된 렌즈를 부착하는 공정 외에 별도의 형광체가 분산된 고분자 수지 도포 공정이 요구되지 않으므로 않으므로 공정시간을 단축할 수 있고, 저가로 대량 생산할 수 있는 효과가 있다. As described above, since the present invention does not require a polymer resin coating process in which a separate phosphor is dispersed in addition to the process of attaching the injection molded lens, the process time can be shortened and mass production at low cost is possible. .
또한, 형광체가 분산된 렌즈를 사용하여, 칩에 형광체 접촉을 차단함으로써, 고휘도, 고효율 백생광 구현에 있어 내열, 내광성에 따른 문제점을 해소하고 고 신뢰성을 가지는 소자를 구현할 수 있는 우수한 효과가 있다.In addition, by using a lens in which the phosphor is dispersed, by blocking the phosphor contact on the chip, there is an excellent effect to solve the problems caused by heat and light resistance in the implementation of high brightness, high efficiency white light and to implement a device having high reliability.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to specific examples, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.
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KR100748239B1 (en) * | 2006-02-06 | 2007-08-09 | 삼성전기주식회사 | Light emitting diode package and method of manufacturing the same |
KR100809225B1 (en) * | 2006-04-21 | 2008-02-29 | 삼성전기주식회사 | Light emitting diode module |
KR20210115808A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | (주) 헥사이노힐 | Manufacture of all-in-one chip-on-board type light emitting device for low level laser therapy(LLLT) and medical light emitting device using it |
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