KR20080042798A - 발광 다이오드 패키지 및 제작방법 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 및 제작방법 Download PDF

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KR20080042798A
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조셉 마쪼셰떼
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라미나 라이팅, 인크.
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Abstract

인쇄 회로 기판과 방열판을 포함하는 고온 구동의 발광 다이오드 (LED) 패키지가 개시된다. 상기 발광 다이오드 패키지는 외부 방열판과 열 결합되는 함몰부를 갖는 방열판층을 포함한다. 상기 인쇄 회로 기판은 상기 방열판이 상기 인쇄 회로 기판층과 일체화되도록 상기 방열판에 대응하는 개구부들을 포함한다. 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 패키지는 인쇄 회로 기판과 같은 제 2부품 상에 장착시키기 위한 캐스텔레이션 (castellation)을 포함한다. 상기 발광 다이오드 패키지는 베이스 금속층과 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 사이에 개재되는 절연체를 더 포함한다. 선택적으로, 상기 발광 다이오드 다이는 베이스 금속층 상에 직접 장착될 수 있다. 상기 발광 다이오드 패키지는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이가 내부에 위치하는 단차형 캐비티를 구비하는 인쇄 회로 기판 어셈블리를 포함한다. 상기 발광 다이오드 패키지는 사전 천공된 프리 프레그 물질 또는 압력 감응형 접착체를 사용하여 적층된다.

Description

발광 다이오드 패키지 및 제작방법{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE AND METHOD FOR MAKING SAME}
본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그의 제작방법에 관한 것으로, 특히 고온 구동에 적합한 발광 다이오드 패키지에 관련된 것이다.
종래의 발광 다이오드 패키지들은 특정 광학 속성들을 나타내는 분리된 투명커버를 구비하는 특성화되고 플라스틱 합성된 하우징을 포함한다. 일반적으로 표면 실장 기술 (SMT)을 이용한 상기 발광 다이오드 패키지들은 인쇄 회로 기판 (PWB)과의 직접 연결을 위한 목적으로 고안된다. 그러나 종래의 패키지들은 특성화되고 플라스틱 합성된 하우징 (예를 들면, 액정 분자) 및 광학 소자를 필요로 하기 때문에, 상기 패지키들은 특정 조명 용도에 적합하도록 쉽고 빠르고 저렴하게 변형될 수 있는 멀티다이 (multi-die) 어레이에는 적합하지 않다.
고온 구동되는 발광 다이오드 패키지들 제작 및 고안을 위한 또 다른 당면 과제는 발광 다이오드들의 어레이로 인해 발생하는 열을 효과적으로 관리하는 것이다. 종래 기술에 의하면, 열 관리를 위해 발광 다이오드 패키지들은 하부 전체에 걸쳐 대형의 동종 금속 캐리어 또는 방열판 (heat sink)을 구비한다. 상기 금속 캐리어는 일반적으로 고가의 물질 (예를 들어, 몰리브덴 구리)로 이루어지는데 이는 발광 다이오드 패키지의 제작비용을 높이게 된다. 따라서 다양한 조명 용도에 적합한 고온구동의 향상된 발광 패키지가 요구된다.
본 발명은 적어도 하나의 관통홀 또는 개구부를 갖는 인쇄 회로 기판 (PWB)을 포함하는 발광 다이오드 패키지 어셈블리에 관한 것이다. 단일화된 직접 어셈블리를 형성하기 위한 방열판 스터드 (heat sink stud)가 상기 각 개구부 내부로 삽입된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 다이오드 다이 (LED die)와 같은 적어도 하나의 광원이 상기 방열판 스터드 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 다이로부터 발생하는 열을 발산시킨다. 본 발명에서 상기 어셈블리가 외부 방열판과 같은 외부 부품 상에 장착될 수 있다. 바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판내에 집적된 개별 크기를 지닌 방열판 스터드들은 전체 구성을 간결하고 다용도에 적합하도록 하며, 제작비용을 낮춘다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광 다이오드 패키지 어셈블리는 인쇄 회로 기판 (PWB)기술, 표면 실장 (SMT) 어셈블리 기술, 및/또는 칩 온 보드 (COB) 반도체 다이 부착 기술들을 적용한다. 바람직하게, 본 발명에 따르는 발광 다이오드 패키지 어셈블리는 발광 요소들에 대한 비용 및 동작 주기 (cycle time)를 감소시키고, 일반적인 조명, 악센트 조명, 전자 표시 조명, 컴퓨터 영상기 등을 포함하는 (그러나 이에 한정되는 것은 아니다) 다양한 조명 시스템들에 적용될 수 있다. 바람직하게, 발광 다이오드 다이의 어레이는 고온에서 구동 가능한 단일화 되고, 저렴한, 다용도로 사용되는 패키지로 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 다이오드 패키지는 적어도 하나의 방열판 스터드를 외부 방열판과 열결합시키고, 인쇄 회로 기판 (Printed Wire Board)을 상기 외부 방열판 상에 배열함으로써 제작된다. 여기서, 상기 회로 기판은 상기 적어도 하나의 방열판 스터드와 정합된 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 상기 적어도 하나의 방열판 스터드 각각에 장착시킨다. 여기서 상기 시트 싱크 스터드들은 상기 외부 방열판 내의 적어도 일부분에 장착된다.
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되며, 바람직하게 와이어 접착에 의해 상기 인쇄 회로 기판에 부착된 적어도 하나의 도체에 연결된다. 적어도 하나의 반사판이 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 적어도 부분적으로 감싸면서 캐비티 (cavity)를 형성할 수 있도록 상기 인쇄 회로 기판 상에 배열될 수 있다. 밀봉재가 상기 캐비티 안으로 유입되어 상기 발광 다이오드 다이를 커버 또는 봉지한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 히트 싱크 스터드는 열 그리스를 사용하여 상기 외부 방열판으로 열 결합될 수 있다. 더욱이, 상기 인쇄 회로 기판은 적어도 하나의 캐스텔레이션 (castellation)을 포함하여, 상기 발광 다이오드 패키지가 모 인쇄 회로기판 (mother PWB)과 같은 이차 부품 상에 조립될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열판 스터드들의 외부 가장자리는 널링 (knurling)되어 상기 인쇄 회로 기판의 해당 개구부에 삽입될 수 있다. 바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판의 개구부들은 도금 물질이 상기 인쇄 회로 기판과 방열판 스터드의 접착을 위해 유동할 수 있도록 납땜 가능한 물질로 도금될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 다이오드 패키지는 외부 방열판, 상기 외부 방열판과 열접촉하는 적어도 하나의 방열판 스터드 및 상기 외부 방열판 상에 배치되는 인쇄 회로 기판을 포함한다. 여기서 상기 인쇄 회로 기판은 상기 하나 이상의 방열판 스터드들과 정렬되어 있는 적어도 하나의 개구부, 및 상기 적어도 하나의 방열판 스터드 각 상에 장착되어 있는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함한다. 상기 적어도 하나의 방열판 스터드는 상기 외부 방열판에 내장될 수 있다. 게다가, 적어도 하나의 반사판이 상기 인쇄 회로 기판에 부착될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 반사판 각각은 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 주위에 캐비티를 형성한다. 바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은 표준 유리섬유 강화된 에폭시 적층 물질 (FR4) 또는 고온의 유리섬유 강화된 에폭시 적층 물질 (FR4-5)을 포함하며, 상기 발광 다이오드 다이는 상기 방열판 스터드 물질의 열팽창계수와 비슷한 열팽창계수 (TCE)를 갖는 물질로 구성된다. 바람직하게, 상기 적어도 하나의 방열판 스터드는 구리나 몰리브덴 구리와 같은 높은 열전도체를 포함한다. 상기 발광 다이오드 다이는 선택적으로 다양한 색깔의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 발광 다이오드 패키지는 외부 방열판, 상기 외부 방열판과 열 결합되는 함몰부를 갖는 방열판 (formed heat sink), 상기 함몰부를 갖는 방열판 상부에 장착되는 인쇄 회로 기판, 및 상기 함몰부를 갖는 방열판 상에 장착되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 발광 다이오드 패키지는 금속층, 및 적어도 하나의 층과 하나의 캐비티를 갖는 인쇄 회로 기판을 포함한다. 여기서 상기 인쇄 회로 기판은 상기 금속층 상에 장착되고, 적어도 하나의 절연체 또는 중간재 (interposer)가 상기 인쇄 회로 기판의 캐비티 내에 개재되고 상기 금속층 상에 장착되며, 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 절연체 상체 장착된다. 여기서, 상기 절연체는 그의 상면에 장착되는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 매칭되는 열팽창계수를 갖는 물질을 포함한다. 바람직하게, 상기 금속층은 구리를 포함한다. 선택적으로, 밀봉제가 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 상부에 배치될 수도 있다. 다른 선택에 따르면, 상기 발광 다이오드 다이는 상기 인쇄 회로 기판에 부착된 반사판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 구조로 형성되거나 매설된 단차형의 캐비티를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리를 제작하는 방법이 제공된다. 상기 다층구조 인쇄 회로 기판 구조는 적어도 하나의 접착층을 사용하여 집적화되는 복수개의 인쇄 회로 기판 층들을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접착제는 압력 반응 접착제 (PSA)이다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접착층들은 미리 주입된 복합 섬유로 구성이 되는데, 이하 프리프레그 (pre-preg)물질로 칭해진다.
본 발명의 특성 및 효과는 첨부된 도면들과 연계하여 하기에 제시된 실시예들을 통해 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리들의 어레이를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리들의 어레이를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 평면도로써, 상기 패키지는 표면 실장 기술에 따르는 장착을 위한 캐스텔레이션들을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장 기술을 사용하여 이차 인쇄 회로 기판 상에 장착된 캐스텔레이션들을 포함하는 발광 다이오드 패키지의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 캐비티를 구비하는 함몰부를 갖는 방열판을 포함하는 발광 다이오드 패키지의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 함몰부를 갖는 방열판을 포함하는 발광 다이오드 어레이 패키지의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 함몰부를 갖는 방열판 상부에 배치된 인쇄 회로 기판 (PWB)을 포함하는 발광 다이오드 패키지의 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열판에 열결합된 함몰부를 갖는 방열판 상부에 배치된 인쇄 회로 기판을 포함하는 발광 다이오드 어레이 패키지의 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열판 직접 연결부를 포함하는 발광 다이오드 어레이 패키지의 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체 및 광학소자를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 측단면도이다.
도 13은 열팽창계수 매칭 물질로 구성되는 금속층 상에 직접 배열되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 단차형 캐비티를 구비한 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리에 대한 제작 과정을 보여준다.
도 15A 내지 15Ⅰ는 본 발명의 일 실시예에 따른 단차형 캐비티를 구비한 인쇄 회로 기판 어셈블리의 서로 다른 제작 과정에서의 단면도이다.
도 16은 단차형 캐비티를 구비한 인쇄 회로 기판을 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제작 과정을 보여준다.
도17A 내지 17D는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 발광 다이오드 패키지의 서로 다른 제작 과정에서의 단면도이다.
상기 도면들은 본 발명의 개념들을 설명하기 위한 대표도로써 모든 상세 설명들을 포괄하지는 않는다.
본 발명은 발광 패키지들 및 그의 제작방법에 관한 것으로, 상기 발광 패키지들은 내부에 적어도 하나의 방열판 스터드를 집적 구비하여 적어도 하나의 광원 을 상면에 장착시키기 위한 단일화된 집적 베이스를 형성하는 인쇄 회로 기판을 구비하는 적어도 하나의 발광 어셈블리를 포함한다. 본 발명에 의하면, 이하 사용되는 용어 '패키지' 또는 '발광 다이오드 패키지 (LED package)'는 단일 발광 다이오드 또는 다수개의 발광 다이오드들의 어레이를 구비하는 (그러나 꼭 이에 한정되는 것은 아님) 발광 다이오드 어셈블리를 포함하도록 구성된다. 상기 용어 '어레이 (array)'는 복수개의 구성요소들을 지칭하지만, 규칙적인 행 및/또는 열로 배열되는 구성요소들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 어셈블리들의 어레이를 포함한다. 여기서 상기 발광 다이오드의 어셈블리들 각각은 발광 다이오드 다이의 어레이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 광원은 발광 다이오드 다이를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 각각은 방열판 스터드 상에 직접 장착된다. 상기 방열판 스터드는 가압되거나, 외부 방열판에 부착될 수 있다. 상기 외부 방열판은 알루미늄, 구리, 또는 열전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 상기 방열판 스터드들은 구리, 알루미늄, 또는 열전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 텅스텐 구리와 같은 상기 발광 다이오드 다이의 열팽창 계수와 비슷한 열팽창계수를 지닌 열전도율이 높은 물질이 열적 미스매칭 응력 (stress)들을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게, 열 그리스 (grease) 또는 도체 에폭시와 같은 열적 물질이 상기 어셈블리 및 외적 방열판 사이에 개재되어 그 둘 사이의 기계적이고 열적인 연결을 강화시킨다.
본 발명은 널리 이용되는 인쇄 회로 기판 (PWB)를 사용하여 제작되는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다. 도 1은 발광 다이오드 패키지 (100)를 보여주는 평면도로써, 상기 발광 다이오드 패키지 (100)는 적어도 하나의 미리 형성된 관통홀 및 개구부를 갖는 인쇄 회로 기판 (10)을 구비하는 단일 발광 다이오드 다이 (single LED die) (40)를 포함한다. 방열판 스터드 또는 슬러그 (slug 20)가 각 개구부 내로 삽입되어 적어도 하나의 광원 (예를 들면, 발광 다이오드 다이 40)를 패키지하기 위한 베이스 어셈블리 (30)를 형성한다. 상기 개구부가 상기 인쇄 회로 기판 (10) 내에 드릴링 (drilling), 스탬핑 (stamping), 펀칭 (punching) 및 기타 적절한 방법들에 의해 형성된다는 것은 당업자들에게 잘 알려져 있다. 본 발명의 제 일 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판 (10)은 대형 판넬 상에 위치한 임의 개수의 부분들을 포함한다.
상기 인쇄 회로 기판 (10)은 플레임 지연제 (FR4), 직조 PTFE, 폴리아미드 등과 같은 표준 섬유유리 강화된 에폭시 적층 물질을 포함하는 (그러나 이에 한정하는 것은 아니다) 널리 이용되는 다양한 인쇄 회로 기판 물질들로 이루어질 수 있다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자에 의해 이해되는 설계 이유들 중 전체 판의 크기를 최소화하기 위해 다층구조 인쇄 회로 기판 구조들이 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판 (10)은 대략 150도에서 구동된다. 본 발명에 적합한 인쇄 회로 기판 (10)은 플레임 지연제 (FR4-5)와 같은 상업적으로 이용 가능한 고온 섬유유리 강화 에폭시 적층물이다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 적합한 그 밖의 인쇄 회로 기판들 (PWB)이 본 발명에서 사용되고 상기 어셈블리의 바람직한 동작 사양에 관련하여 선택될 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다.
방열판 스터드 (20)가 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 각 개구부 내로 삽입되어 단일 집적체인 베이스 어셈블리 (30)을 형성한다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 방열판 스터드 (20)가 접착제를 이용하여 또는 납땜 방법에 의해 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 개구부 내에 고정된다는 것을 이해할 것이다. 선택적으로, 상기 방열판 스터드 (20)는 적당한 기계적 수단을 써 온도 변화와 기계적 응력 (PWB 요곡)과 같은 다양한 환경 조건들을 극복하고 인쇄 회로 기판 (10)내에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방열판 스터드 (20)의 외부 가장자리가 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 개구부 안으로 삽입될 수 있도록 널링될 수 있다. 상기 마디 (knurl)들은 상기 인쇄 회로 기판 (10)과의 강도있는 결합을 위해 상기 인쇄 회로 기판 (10)안에 함몰되도록 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열판 스터드 (20) 및 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 개구부는 상기 방열판 스터드 (20)가 상기 인쇄 회로 기판 (10)내로 압착되어 마찰 끼움 결합 (tight friction fit)을 형성할 수 있도록 형상화되고 치수화된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판 개구부의 주변 가장자리들은 납땜 가능한 물질로 도금되거나 정렬될 수 있다. 상기 베이스 어셈블리 (30)를 형성하기 위해, 상기 방열판 스터드 (20)는 상기 개구부 안으로 가압되고 대략 250도에서 가열되어, 상기 납땜물질은 유입되어 상기 방열판 스터드 (20)를 상기 인쇄 회로 기판 (10)과 접착시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 방열판 스터드 (20)는 피닝 (peening) 처리될 수 있다. 상기 피닝 처리된 방열판 스터드 (20)는 상기 인쇄 회로 기판 개구부 내에 끼움 장착된다. 다음, 상기 방열판 스터드 (20)가 상기 개구부 측면들로 강제 끼움 되어 로킹될 수 있도록 피닝도구가 사용되어 상기 방열판 스터드 (20)의 주변부를 기계적으로 스트레치 (stretch)시킨다. 상기 방열판 스터드 (20)은 상기 인쇄 회로 기판 (10) 내에 패널 형태로 가압 될 수 있다.
해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 방열판 스터드 (20)가 상술한 방법 및 종래의 방법의 조합에 의해 상기 인쇄 회로 기판 (10) 내에 삽입 고정될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방열판 스터드 (20)는 구리, 알루미눔, 몰리브덴 구리 또는 기타 고온의 도전물질로 형성될 수 있다. 상기 방열판 스터드 (20)는 질화 알루미늄과 같은 전기적 도체 또는 절연물을 이용하여 제작될 수 있다.
도 1을 참고하면, 상기 어셈블리 (30)는 광원 (발광 다이오드) 패키지 (100)를 위한 기판으로 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 발광 다이오드 다이 (40)와 같은 광원이 상기 어셈블리 (30)의 방열판 스터드 (20) 상에 직접 배치될 수 있다. 상기의 구성에 의하면, 상기 발광 다이오드 다이(40)로부터 발생한 열이 상기 방열판 스터드 (20)에 의해 발산되어 상기 발광 다이오드 패키지 (100)가 고온에서 동작하도록 한다. 바람직하게, 발광 다이오드 다이의 신뢰성을 향상시 키기 위해, 상기 방열판 스터드 (20) 물질을 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 열팽창계수와 근접하게 매치되는 열팽창계수 (TCE)를 지니도록 선택된다. 예를 들어, 상기 방열판 스터드 (20)는 텅스텐 구리, 몰리브덴 구리, 질화 알루미늄, 구리, 또는 질화 붕소를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 도체 (50)가 상기 인쇄 회로 기판 (10) 상에 배열되어 와이어 본드 (60)와 같은 부품을 사용하여 상기 발광 다이오드 다이 (40)과의 전기적 연결을 구현할 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지 (100)는 향상된 광 추출 또는 빔 형성을 위해 제공되는 반사판 (70)를 포함할 수 있다. 도 1에서 보이는 것처럼, 상기 반사판 (70)를 배열함으로써 상기 발광 다이오드 다이 (40)를 보호하고 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 밀봉재 (에폭시 수지 또는 실리콘)의 유지 면적을 제공하는 캐비티 (cavity)가 발광 다이오드 다이 (40)를 둘러싸도록 할 수 있다. 상기 반사판 (70)는 고온 플라스틱 (예를 들어, 액정 분자 및 기타 플라스틱)과 같은 임의의 물질, 세라믹, 알루미늄, 또는 기타 광반사물질 및 전기 절연물질로 구성될 수 있다. 상기 반사판과 상기 적어도 하나의 인쇄 회로 기판 도체 (50) 각각 사이에 도전 층이 개재시, 상기 반사판 물질은 알루미늄이나 니켈 같은 전도성 물질로 구성될 수 있다. 상기 반사판 (70)는 적절한 접착제를 사용하여 상기 인쇄 회로 기판 (10)에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 발광 다이오드 다이 (40)는 에폭시나 땜납과 같은 일반적인 칩 와이어 물질들을 사용하여 상기 발광 다이오드 다이 (40) 가 상기 방열판 스터드 (20)에 부착될 수 있다. 상기 발광 다이오드 다이 (40)는 밀봉제 (80)를 상기 반사판 (70) 안으로 분산시킴으로써 봉지 될 수 있다. 상기 광학 부품은 상기 발광 다이오드 패키지 (100) 상에 제 2 부품으로써 부착되는 투명한 돔 (dome)으로 구현될 수 있다. 상기 투명 돔은 상기 밀봉제 (80)를 접착제로써 사용하거나, 제 2의 부품을 사용하거나, 임의의 적합한 기계적 유지 수단을 씀으로써, 상기 발광 다이오드 다이 패키지 (100) 내에 부착될 수 있다. 비록 도 1이 단일 발광 다이오드 다이 (single LED die) (40)를 포함하는 발광 다이오드 패키지 (100)를 제시하지만, 해당 기술을 지닌 당업자라면 상기 패키지가 임의 개수의 발광 다이오드 다이 (40) 들을 포함할 수 있음을 이해하게 될 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 발광 다이오드 패키지 (100)를 평면도로써, 상기 발광 다이오드 다이 (40)를 적어도 하나의 인쇄 회로 기판 도체 (50)에 부착함으로써 외부와의 전기적 연결을 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 발광 다이오드 어셈블리들의 어레이를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 평면도이다. 도 3에서 보이는 바와 같이, 쌍으로 된 발광 다이오드 다이 (40) 들이 연결되어 방열판 스터드(20)들을 분리시키고 발광 다이오드 어셈블리들을 형성한다. 발광 다이오드 어셈블리들의 어레이 각각은 서로 패키지 되어 단일 발광 다이오드 어레이 패키지 (single LED array package) (200)를 형성한다. 상기 방열판 스터드(20) 들을 상기 인쇄 회로 기판 (10) 상부로 연장함으로써, 상기 인쇄 회로 기판 (10)과 적어도 하나의 방열판 스터드 (20) 사이의 열팽창계수 미스매칭으로부터 야기되는 임의의 응력을 감소시킨 다. 장착 홀들 (11)이 기계적 연결을 유지시키고, 초기 및 이후의 상기 열적 결함의 저항을 최소화하기 위해 부분 장착된다.
도 4는 발광 다이오드 어레이 패키지 (300)의 평면도이다. 도 4에서 보인 바와 같이, 상기 발광 다이오드 어레이 패키지 (300)의 상기 인쇄 회로 기판 (10)은 적어도 하나의 외부 접속부 (예를 들면, 물리적 및/또는 전기적 접속부들)을 형성하기 위한 캐스텔레이션 (castellation 310)으로 알려진 단말들 (예를 들어, 금속화된 인셋 (inset) 단말들)을 포함한다. 상기 캐스텔레이션 (310)들은 표면 실장 기술 (SMT)과 같은 방법으로 대면적의 인쇄 회로 기판 (도 4 참조)과 같은 제 2 부품상으로 상기 발광 다이오드 어레이 패키지 (300)를 조립시 유용하다. 상기 캐스텔레이션 (310)들은 상기 발광 다이오드 패키지 (310)전체를 다른 인쇄 회로 기판 또는 제 2 부품에 쉽게 장착시키기 위해 납땜질 되거나 도금화될 수 있다.
도 5는 대형 인쇄 회로 기판 (400 모기판 mother board)에 일반적인 표면 실장 기술을 이용하여 장착되는 도 4에 제시된 발광 다이오드 어레이 패키지 (300) (자기판 daughter board)의 측면도이다. 상기 방열판 스터드들로의 열적 결합부들은 전도성 에폭시, 열 그리스, 또는 납땜과 같은 열 저항이 낮은 임의의 물질을 이용하여 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 납땜 또는 에폭시 띠 (fillet 310)가 상기 적어도 하나의 캐스텔레이션의 위치에서 상기 자기판 (300)을 상기 모기판 (400)의 도전 영역 (320)에 연결하기 위해 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예로써, 상기 발광 다이오드 패키지 (500)는 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 적어도 하나의 개구부와 정렬되는 다수의 함몰부들로 이루어진 시트 형상의 방열판 (이하, 함몰부를 갖는 방열판 (520)라고 불리운다)를 포함한다. 본 실시 예에 따르면, 상기 함몰된 방열판 (520)의 적어도 일부분은 가압 되거나 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 개구부 내로 삽입된다. 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)의 말단부들은 상기 개구부 밖으로 연장되거나 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 표면에 부착될 수 있다. 해당 지식을 지닌 당업자라면 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)의 말단부들이 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 표면에 직접 부착되거나, 인쇄 회로 기판 (50, 도 5 참조)에 부착될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 도면에 제시된 바와 같이, 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)를 내부에 위치시키기 위한 포켓 또는 캐비티 (cavity)를 형성할 수 있도록 배열된다. 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)는 임의의 접착제 또는 기계적 접착 방법을 사용하여 상기 인쇄 회로 기판 (10)에 부착될 수 있다.
선택적으로, 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)의 캐비티 부분은 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40) 주위에 반사 캐비티 (70)를 제공하기 위해 알루미늄 또는 니켈과 같은 반사물질로 구성되거나 도금될 수 있다. 상기 함몰부를 갖는 방열판 캐비티는 상기 발광 다이오드 다이 (40)로부터 광 추출이 발생하지 못하도록 하기 위해 밀봉제 (80)로 채워질 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)는 알루미늄 또는 구리와 같은 임의의 열전도성 물질로 구성 될 수 있다. 선택적으로, 상기 시트 타입의 방열판 층 (520)은 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 열팽창계수와 근접하게 매치되는 열팽창계수를 지니고 열전도성을 띄는 텅스텐 구리 또는 구리-몰리브덴- 구리와 같은 물질로 구성될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 함몰부를 갖는 방열판 (520)를 포함하는 발광 다이오드 어레이 패키지 (600)의 평면도이다. 해당 지식을 지닌 당업자라면 본 발명의 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)가 절연되는 것을 (예를 들어, 발광 다이오드 다이 (40) 또는 발광 다이오드 클러스트 (45) 당 하나의 방열판) 이해하게 될 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 모든 발광 다이오드 다이 (40)와 발광 다이오드 클러스트 (45) 들이 상면에 배열되는 고체의 함몰 방열판 (52)가 구비될 수 있다. 도 7에서 보이는 것처럼, 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)는 상기 적어도 하나의 와이어 본드 (60)를 상기 인쇄 회로 기판 도체 (50)로 연결하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 납땜 마스크 또는 기타 전기 절연층이 상기 함몰 방열판 (520)와 상기 인쇄 회로 기판 도체 (50) 들 사이의 전기적 연결을 방지하기 위해 그 사이에 개재될 수 있다.
도 8은 발광 다이오드 패키지 (600)를 보여주는 것으로, 상기 인쇄 회로 기판 (10)이 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520) 상부에 장착되고, 상기 발광 다이오드 패키지 (600)은 상기 인쇄 회로 기판 (10)의 개구부들과 정렬되는 함몰부들로 구성된다. 상술한 바와 같이, 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)가 내부에 배치되는 캐비티 (70)가 형성될 수 있도록 형상화될 수 있다. 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)를 상기 인쇄 회로 기판 (10) 하부에 배열함으로써, 외부 방열판과의 열적 결합이 보다 향상될 수 있다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)가 접착제 또는 기계적 수단을 포함하는 임의의 적절한 수단을 써 상기 인쇄 회로 기판 (10)에 부착될 수 있 다는 것을 이해할 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 발광 다이오드 패키지 (600)로써 외부 방열판 (720)와의 대표적 연결을 보여준다. 도 8 및 9에 제시되는 발광 다이오드 패키지의 구성물질 및 구성은 도 6 및 위에서 언급한 발광 다이오드 패키지의 구성물질 및 구성과 유사하다. 선택적으로, 도 9에서 보이는 바와 같이, 적어도 하나의 구멍 또는 빈 튜브(eyelets) (725)가 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520) 내에 펀칭 되거나 형성될 수 있다. 상기 빈 튜브들은 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520)의 연결을 위한 나사 또는 리벳과 같은 장착 메커니즘을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 클램핑 나사(730)가 상기 함몰부를 갖는 방열판 (520), 인쇄 회로 기판 (10), 및 외부 방열판 (720)를 함께 장착시키기 (secure) 위해 사용될 수 있다. 선택적으로, 상기 발광 다이오드 패키지 (600) 및 외부 방열판 (720)는 열 그리스 (735)와 같은 적절한 접착제를 이용하여 서로 결합할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예로써, 적어도 하나의 홈 (groove), 노치 (notch) 및 구멍이 외부 방열판 (820)의 표면에 형성된 경우를 보여준다. 적어도 하나의 방열판 스터드 (20)는 상기 외부 방열판 (820)의 홈 내부로 가압된다. 상기 방열판 스터드 (20) 들이 가압 및 부착되면, 상기 방열판 스터드 (20)와 정렬되는 개구부들을 구비한 인쇄 회로 기판 (10)이 상기 돌출된 복수의 방열판 스터드 (20) 들 상에 배열되고 상기 외부 방열판 (820)에 부착된다. 그리고 나서, 상기 발광 다이오드 다이 (40)가 상기 방열판 스터드 (20)들 상에 장착된다. 선택적으로, 반사 판 (70) 들이 접착제 같은 물질을 사용하여 상기 각각의 발광 다이오드 다이 (40) 주위에 배열될 수 있다. 더욱이, 상기 발광 다이오드 다이 (40)는 적어도 하나의 와이어 본드 (60)를 사용하여 상기 인쇄 회로 기판 도체 (50)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 밀봉제 (80)에 의해 봉지될 수 있다.
선택적으로, 상기 발광 다이오드 패키지 (800)는 상기 방열판 스터드 (20)가 상기 외부 방열판 (820) 내부로 가압된 낮은 열 저항을 갖는 접속부에 의해, 상기 외부 방열판 (820)와 상기 인쇄 회로 기판 (10) 사이에서 상기 외부 방열판 (820)에 부착될 수 있다. 상기 저저항 부착부는 열전도 에폭시, 열 그리스, 납땜, 또는 기타의 물질을 이용하여 제작될 수 있다. 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40) 각각의 구동 중 발생한 열이 상기 방열판 스터드 (20)를 통하여 상기 발광 다이오드 다이 (40)로부터 상기 회부 방열판 (820)으로 발산된다. 바람직하게, 상기 발광 다이오드 다이 (40)로부터 발생한 상기 열을 제거함으로써 상기 발광 다이오드 다이의 수명과 발광 된 양을 늘린다. 본 실시 예의 다른 이점은 2차 어셈블리의 열 저항 추가로 인해 발생하는 비용을 없앤다는 점이다. 비록 도 10이 상기 외부 방열판 (820)에 부착된 상기 발광 다이오드 패키지 (800)을 제시하지만, 해당 분야의 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 발광 다이오드 패키지 (800)가 임의의 부품에 부착되거나 장착될 수 있음을 이해할 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 (900)를 보여주는 도면으로 금속 층 (920)이 인쇄 회로 기판 (930) 하부에 배열된다. 상기 금속 층 (920)은 임의의 적절한 적층 과정에 따라 임의의 적절한 인쇄 회로 기판 적층물 (예를 들어, 압력 감응 접착제 또는 사전 천공된 프리프레그 (pre-preg) 물질)을 사용하여 상기 인쇄 회로 기판 (930)에 부착되거나 적층될 수 있다. 상기 금속층 (920)은 구리와 같은 높은 열전도성 (TC)과 낮은 열팽창계수(TCE)를 갖는 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지 (900)는 절연체 (910) 상에 배열되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)를 더 포함한다. 도 11에서 보이는 바와 같이, 상기 절연체 (910) 및 발광 다이오드 다이 (40) 어셈블리는 인쇄 회로 기판 (930) 내에 형성된 개구부 또는 캐비티 내부에 배치된다. 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)는 전도성 에폭시, 연납땜 및 기타 물질 (꼭 이에 한정하는 것은 아님)을 포함하는 임의의 적절한 부착수단을 써 상기 절연체 (910)에 부착될 수 있다.
도 11에서 보이는 바와 같이, 상기 절연체 (910)는 전도성 에폭시, 연납땜, 경납땜, 기계적 수단 및 기타 물질 (꼭 이에 한정하는 것은 아님)과 같은 임의의 적절한 부착수단 또는 물질을 사용하여 상기 금속층 (920)에 직접 부착될 수 있다. 해당 분야의 지식을 지닌 당업 기술자라면 제작 과정에 있어서, 상기 절연체 (910) 및 발광 다이오드 다이 (40) 어셈블리가 상기 금속층 (920) 상에 배열되고, 이어서 상기 금속층 (910) 상에 상기 인쇄 회로 기판 (930)이 배열됨으로써, 상기 인쇄 회로 기판 (930)의 개구부 또는 캐비티가 상기 절연체 (910) 및 발광 다이오드 다이 (40)에 정합된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 해당 분야의 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 인쇄 회로 기판 (930)이 상기 금속층 (920) 상에 배열되고, 이어서 상기 인쇄 회로 기판 (930)의 개구부 또는 캐비티 내부에 상기 절연체 (910) 및 발광 다이오드 다이 (40)를 배열될 수 있음을 이해할 것이다.
상기 인쇄 회로 기판 (930)은 적어도 하나의 층과, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판 도전층 (930A)을 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드 다이 (40)는 도 11에서 보인 바와 같이, 와이어 본드 (940) 와 같은 임의의 적절한 연결 수단을 써 상기 인쇄 회로 기판 도전층 (930A)에 전기적으로 연결될 수 있다. 게다가, 납땜 패드 (950)가 상기 인쇄 회로 기판 (930) 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 절연체 (910)는 상기 부착된 발광 다이오드 다이 (40)에 의해 발생한 열에 의해 야기된 확장 운동을 견디도록 구성된 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 절연체 (910)는 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 열팽창계수와 대략 매칭되는 열팽창계수를 지닌 물질로 구성된다. 본 발명의 상기 열팽창계수 매칭 물질들은 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 열팽창계수와 매칭되는 열팽창계수를 지닌 구리-몰리브덴-구리, 텅스텐 구리, 알루미늄-실리콘-탄화물, 질화 알루미늄, 실리콘, 산화 베릴륨, 다이아몬드, 및 기타 다른 물질을 포함하지만, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 발광 다이오드 패키지 (900)는 향상된 광 추출 및/또는 효율적인 빔 형성을 위해 제공되는 상기 인쇄 회로 기판 (930) 의 층 상에 배치되는 반사판 (960)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 반사판 (960)는 고온의 플라스틱 (예를 들어, 액정 분자), 세라믹 물질, 또는 기타 광학 반사물 및 전기적 절연물로 구성될 수 있다. 상기 반사판 (960)은 임의의 적절한 접착제를 사용하여 상기 인쇄 회로 기판 (930)에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 밀봉제 (970)가 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 일부 또는 전부를 감쌀 수 있도록 상기 인쇄 회로 기판 (930)의 캐비티 안에 배치될 수 있다. 상기 밀봉제는 임의의 적절한 투명 광학 물질로 구성될 수 있다. 도 12에서 보이고 도 1을 참조로 상기에 기술된 내용에서 보인 바와 같이, 투명 돔과 같은 제 2의 광학 소자 (980)가 상기 발광 다이오드 다이 (40) 상부에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 광학 물질은 밀봉제 (970) 또는 기타의 접착제를 사용하여 상기 발광 다이오드 패키지 (900) 내부에 부착될 수 있다. 또한, 도 12에서 보이는 바와 같이, 복수의 발광 다이오드 다이 (40) 들이 상기 절연체 (970) 상에 장착되어 발광 다이오드 다이 (40)의 어레이를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리를 형성하고, 단일 발광 다이오드 패키지 (single LED package 900) 내에 포함될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 발광 다이오드 패키지 (1000)의 평면도로써, 도 12를 참조하여 상술한 발광 다이오드 패키지 (900)와 비슷하다. 그러나 본 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)는 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 열팽창계수와 매칭되는 열팽창계수를 갖는 물질로 구성된 금속층 (1020)에 직접 부착된다. 바람직하게, 상기 금속층 (1020)은 상기 발광 다이오드 다이 (40)의 열팽창계수와 매칭되는 열팽창계수를 지닌 구리-몰리브덴-구리, 텅스텐 구리, 알루미늄-실리콘-탄화물, 질화 알루미늄, 실리콘, 산화 베릴륨, 다이아몬드, 및 기타 다른 물질과 같은 낮은 열팽창계수를 갖는 물질로 구성된다. 상기 발광 다이오드 다이 (40)는 전도성 에폭시, 납땜 또는 기타 적절한 부착 수단 및 물질을 사용하여 상기 열팽창계수 매칭 금속층 (1020)에 부착되거나 접착될 수 있다.
바람직하게, 상기 발광 다이오드 다이 (40) 에 의해 발생한 열과 상기 발광 다이오드 다이 (40)와 상기 금속층 (1020)의 열적 팽창과 연관된 응력들은 상기 열팽창계수 매칭 금속층 (1020)을 사용하여 효율적으로 관리된다.
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)는 인쇄 회로 기판 (1030)의 캐비티 내에 배열된다. 상기 인쇄 회로 기판 (1030)은 적어도 하나의 층, 및 와이어 본드 (1040)와 같은 임의의 적절한 연결 수단을 써 상기 발광 다이오드 다이 (40)에 전기적으로 연결되는 도전층 (1030A)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 발광 다이오드 패키지 (1000)는 상기 인쇄 회로 기판 (1030)에 부착되고 상기 발광 다이오드 다이 (40)를 부분적으로 둘러싸는 반사판 (1060)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 발광 다이오드 패키지 (1000)는 상기 인쇄 회로 기판 (1030)의 캐비티 내에 위치하는 밀봉제 (1070) 및/또는 상기 반사판 (1060)을 포함하여 상기 밀봉제 또는 반사판이 상기 발광 다이오드 다이 (40)를 적어도 부분적으로 커버할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)와 같은 발광 소자들을 수용하기 위한 단차형 (stepped) 캐비티를 내부에 구비하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리를 제작하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 단차형 캐비티는 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 내에 매설된다. 본 발명 제작 방법은 단차형 캐비티를 포함하는 인쇄 회로 기판 어셈블리에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 단차형 캐비티를 구비하는 인쇄 회로 기판 어셈블리를 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제작하는 방법에 관한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단차형 캐비티를 지니는 인쇄 회로 기판 어셈블리를 제작하는 과정을 보여주는 평면도이고, 도 15A 및 15I는 도 14의 서로 다른 단계에서 제작되고 이하 기술될 인쇄 회로 기판 어셈블리의 예시도이다. 도 15I는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제작된 단차형 캐비티(1900)를 포함하는 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)의 평면도이다.
1단계에서, 어셈블 될 다수의 인쇄 회로 기판 층 (1500)들이 구비된다. 비록 도 14 및 15A 내지 15I의 도에서는 세 개의 인쇄 회로 기판 층들 (1500A, 1500B, 1500C)이 도시되지만, 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)가 임의의 적절한 개수의 인쇄 회로 기판들 (1500)을 포함할 수 있음을 이해하게 될 것이다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 인쇄 회로 기판 층들 (1500A, 1500B, 1500C) 각각이 임의의 적절한 개수의 층들을 포함할 수 있음을 이해하게 될 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판 층들 (1500A, 1500B, 1500C) 각각이 두 개의 측면을 지닌 FR 4 (또는 FR 4-5) 기판을 포함한다. 도 15A에서 보이는 바와 같이, 상기 FR 4는 상부 금속층 (1501 및 하부 금속층 (1503) 사이에 개재되는 유전층 (1502) (예를 들어, FR 4 물질층)을 포함한다. 상기 인쇄 회로 기판층 (1500)의 금속층들 (1501, 1503)은 구리를 포함하는 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있지만, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 인쇄 회로 기판 층들은 (1500A, 1500B, 1500C) 임의의 적절한 두께 (예를 들어, 대략 0.002인치)를 지니도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 최하위 인쇄 회로 기판 층 (1500C 도 15A)은 상기 이외의 인쇄 회로 기판층들 (예를 들어, 대략 0.004인치)보다 두껍다.
2단계에서, 적어도 하나의 금속층 (1501, 1503)은 상기 인쇄 회로 기판층들 각각이 원하는 내부결합 (interconnection)을 위해 적절히 정렬될 수 있도록 상기 인쇄 회로 기판 층들의 어셈블리를 구현하기 위한 와이어링 경로(wiring traces)의 패턴을 지닌다. 예를 들어, 도 15B에서 보인 바와 같이, 상기 인쇄 회로 기판층 (1500A)의 최하위 금속층 (1503A)은 하기에 기술되는 인접 인쇄 회로 기판층 (1500B) 및 기타 부품과의 어셈블리를 위해 구성되는 특징들을 포함하도록 패턴화된다.
3단계에서, 적어도 하나의 상기 금속층 (1501, 1503)이 발광 소자와의 전기적 연결을 위한 적절한 금속으로 도금될 수 있다. 니켈 또는 금과 같은 물질이 상기 도금을 위해 사용될 수 있다.
4단계에서, 단차형의 캐비티를 형성하는 과정이 개시될 수 있다. 구체적으로, 상기 적어도 하나의 중간 인쇄 회로 기판층 각각의 상기 유전층 (1502) 내부에 개구부가 형성된다. 도 15C에 도시된 바와 같이, 상기 개구부 또는 구멍이 인쇄 회로 기판층 (1500B)의 상기 유전층 (1502B) 내에 형성된다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 개구부가 임의의 크기와 원, 사각형 및 기타 형태와 같은 임의의 형상을 갖는다는 것을 이해하게 될 것이다. 게다가, 상기 개구부는 펀칭, 라우팅 (routing) 또는 드릴링과 같은 임의의 적절한 방법에 따라 형성될 수 있다.
5단계에서, 상기 복수의 인쇄 회로 기판층들 (1500A, 1500B, 1500C)은 도 15D에서 보인 바와 같이, 서로 적층되어 하나의 다층구조 인쇄 회로 기판 구조를 형성한다. 상기 인쇄 회로 기판층들을 서로 적층하기 위해, 임의의 접착층 (1600)이 각각의 인접 인쇄 회로 기판층 사이에 개재되어 서로 가압된다. 상기 접착층 (1600)은 임의의 적합한 접착물로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 접착층 (1600)은 3MTM High Tack Tape PSA 3794 같은 임의의 압력 감응 접착제 (PSA)로 구성된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 접착층 (1600)은 Arlon 49N 및 Arlon 37N과 같은 사전 천공된 프리 프레그 (pre-preg) 물질로 구성될 수 있다.
선택적으로, 도 15E에 도시된 바와 같이, 임의의 적절한 방법 (예를 들어, 드릴링)에 따라 비아홀 (via hole)들이 상기 인쇄 회로 기판층들을 (1500A, 1500B, 1500C) 통해 형성될 수 있다. 더욱이, 도 15F에서 보인 바와 같이, 상기 비아 홀들은 전기적 연속성을 위하여 구리와 같은 임의의 적절한 금속물질 (1700)로 도금이 될 수 있다.
6단계에서, 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 내의 상기 단차형 캐비티의 형성은 상기 상부 및 하부 유전층들 (1502A and 1502B)의 적어도 일부분을 제거함으로써 완성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 15G에서 보인 바와 같이, 상기 상부 유전층 (1502A)의 일부는 관통 도구 (piercing tool), 라우팅 도구 (routing tool), 또는 평평한 하부 드릴 (flat bottom drill)과 같은 임의의 적절한 방법 및 도구를 사용하여 제거된다. 더욱이, 단계 6의 도 15H에서 보이는 바와 같이, 상기 하부 유전층 (1502C)의 일부가 제거된다.
도 14와 관련하여 상세히 상술 된 상기 과정의 결과, 도 15I에서 보인 바와 같이, 단차형 캐비티 (1900)를 포함하는 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)가 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 단차형 캐비티 (1900)를 포함하는 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)가 특히 고온 구동에 적합한 발광 다이오드 패키지를 제작하기 위해 사용될 수 있다.
도 16은 단차형 캐비티 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)를 포함하는 발광 다이오드 패키지 (5000) (도 17D 참조)의 제작과정을 보여주는 평면도이다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 도 16에 도시되고 이하 서술될 상기 과정들이 반드시 주어진 순서대로 행해질 필요는 없다는 것을 이해하게 될 것이다.
S1단계에서, 도 17A에 보여진 바와 같이, 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)를 금속 베이스 (3000)로부터 전기적 절연시키기 위한 층이 제공된다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 절연층 (2500)이 임의의 적절한 유전물질로 구성 될 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 절연층 (2500)은 인쇄 회로 기판층으로 구성될 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판층은 섬유유리 강화물질 (예를 들어, FR 4 기판) 또는 고온 섬유유리 강화 물질 (예를 들어, FR 4-5 기판)과 같은 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다. 도 17A에서 보 이는 바와 같이, 상기 절연층 (2500)은 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)의 단차형 캐비티의 최하위 개구부에 대응하도록 구성된 개구부 또는 홀 (2510)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 절연층 (2500)은 원하는 전압 파괴(breakdown)를 갖는 적어도 하나의 프리-프레그 (pre-preg) 층으로 구성될 수 있다. 바람직하게, 250볼트 또는 그 이상의 브레이크다운 전압이 유지된다. 상기 절연층 (2500)은 임의의 적절한 두께를 지니도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 상기 절연층 (2500)은 적어도 대략 0.002인치의 두께를 지닌다.
상기 금속 베이스 (3000)는 상기 발광 다이오드 패키지 (5000) 내에서 방열판으로 작동한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 베이스 (3000)는 구리와 같은 임의의 적절한 금속으로 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 금속 베이스 (3000)는 상기 발광 다이오드 패키지 (5000)의 적어도 하나의 발광 다이오드 다이에 의해 발생한 열을 관리하기에 충분한 임의의 적절한 두께를 지닐 수 있다. 바람직하게, 상기 절연층 (2500)은 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)의 도금된 비아들을 상기 금속 베이스 (3000)로부터 절연시킨다.
S2단계에서, 도 17B에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000), 상기 절연층 (2500) 및 상기 금속 베이스 (3000)는 서로 적층된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 적층층 (lamination layer 2800)이 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)와 상기 절연층 (2500) 사이, 및 상기 절연층 (2500)과 상기 금속 베이스 (3000) 사이에 개재된다. 도 17A에 도시된 바와 같이, 상기 적층층 (2800)은 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)의 단차형 캐비티의 최 하위 개구부 및 상기 절연층 (2500)의 개구부에 대응하는 하나의 개구부를 포함한다. 해당 지식을 지닌 당업 기술자라면 상기 적층층 (2800)이 압력 감응 접착체, 사전 천공된 프리-프레그 (pre-preg) 물질, 또는 그들 사이의 조합에 의한 물질을 포함하는 임의의 적절한 적층 물질 (그러나 이에 반드시 한정되는 것은 아니다)로 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
선택적으로, 상기 상부 유전층 (1502A)은 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)가 상기 금속 베이스 (3000)에 적층될 때까지 남겨질 수 있다. 이렇게 함으로써, 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)는 더욱더 견고하고 단단한 어셈블리가 되어 상기 적층 과정 동안 발생할 수 있는 변형들에 저항할 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)를 상기 발광 다이오드 패키지 (5000) 내부로 집적화하는 (integration) 동안 상기 상부 유전층 (1502A)을 그대로 남겨둠으로써 보다 적은 사전 천공된 프리 프레그 (pre-preg) 물질이 상기 인쇄 회로 기판 층들 및/또는 상기 금속 베이스 상으로 흘러가도록 하고, 상기 적층과정 동안 발생하는 응력들로 인한 상기 단차형 캐비티 (1900)의 변형이 덜 일어나도록 한다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단계 S3에서, 상기 적층물이 상기 단차형 캐비티 내부로, 또는 이웃하는 인쇄 회로 기판층의 적어도 하나의 부분 상으로 흘러가는 것을 방지하기 위해, 적어도 하나의 벽 (dam)이 상기 적층층 (2800)에 적용될 수 있다. 도 17C에 보인 바와 같이, 상기 벽(2900)들은 사진 영상처리 가능한 (photo-imageable) 납땜 마스크 공정 또는 스크린 인쇄된 매스컨트 공정(screen printed maskant technique), 또는 상기 적층층 (2800) 들이 상기 적어 도 하나의 벽을 포함하도록 프리 스코링 (pre-scoring) 하는 공정 (그러나 꼭 이에 한정되는 것은 아니다) 들을 포함하는 임의의 적절한 방법에 따라 제작될 수 있다. 상기 벽(2900)들은 DuPont Vacrel 8100 시리즈 사진 중합체 건 필름 납땜 마스크 (Series Photopolymer Dry Film Solder Mask)와 같은 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다.
S4단계에서, 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)가 상기 발광 다이오드 패키지 (500)의 단차형 캐비티 내부로 유입된다. 상술한 바와 같이, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)는 상기 금속 베이스 (3000) 상에 직접 배치될 수 있고, 또는 도 17D에서 보여진 바와 같이, 상기 발광 다이오드 다이 (40)가 중간재 (interposer 3100) 상에 배치될 수도 있다. 만일 상기 중간재 (3100)가 포함되지 않으면, 상기 금속 베이스 (3000)가 바람직하게 구리몰리브덴 구리, 텅스텐 구리 또는 기타 적절한 열팽창계수 매칭 물질로 구성될 수 있다는 것을 해당 분야의 당업 기술자라면 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)는 와이어 본드 (3120)를 포함하는 (그러나 꼭 이에 한정되는 것은 아니다) 임의의 적절한 수단에 의해 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리 (2000)의 금속층에 전기적으로 연결될 수 있다.
선택적으로, 상기 발광 다이오드 패키지 (5000)는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 (40)에 의해 방출되는 빛의 적어도 일부분을 반사시키는 반사판 (3130)를 포함할 수 있다. 상기 반사판 (3130)는 알루미늄, 폴리탄산염 및 액정분 자 (LCP)를 포함하는 (그러나 꼭 이에 한정되는 것은 아니다) 임의의 적절한 반사물질로 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 발광 다이오드 패키지 (5000)는 렌즈와 같은 광학 소자 (3140)를 포함할 수 있다. 상기 광학 소자 (3140)는 유리, 실리콘 및 폴리탄산염을 포함하는 (그러나 꼭 이에 한정되는 것은 아니다) 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 반사판 (3130) 및 상기 광학 소자 (3140)는 초점이 맞추어진 협역 광빔과 같은 원하는 방사 패턴을 형성하도록 구성될 수 있다. 상기 패턴 형성 반사판 (3130)은 절삭 알루미늄, 또는 기타 적절한 반사물질, 또는 스탬프 금속 부분을 반사면에 도포함으로써 성형 되거나 금속 또는 비금속화 될 수 있다. 상기 반사판 (3130) 또는 반사면은 색 혼합을 향상시키고, 광이 바람직하지 않게 불균일하게 출력되는 것을 방지하기 위해 거칠게 처리될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위는 상기 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되고, 첨부된 특허 청구 범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (61)

  1. 적어도 하나의 개구부를 포함하는 인쇄 회로 기판 (PWB);
    상기 적어도 하나의 개구부 내부에 장착되는 적어도 하나의 방열판 스터드; 및
    상기 적어도 하나의 방열판 스터드 상에 장착되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함하며, 상기 적어도 하나의 방열판 스터드는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판상에 배치되는 적어도 하나의 반사판을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 반사판은 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 주위에 적어도 하나의 캐비티(cavity)를 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 캐비티 안에서 적어도 부분적으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판상에 배치되는 적어도 하나의 도체를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 도체들과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 발광 다이오드 패키지를 제 2 인쇄 회로 기판에 장착시키기 위한 적어도 하나의 캐스텔레이션(castellation)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 방열판 스터드는 상기 적어도 하나의 개구부 안으로 끼움 장착되기 위해 널링(knurling) 처리되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구부는 상기 적어도 하나의 방열판 스터드를 내부에 결합시키기 위한 납땜 물질로 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 방열판 스터드는 상기 적어도 하나의 개구부 안으로 끼움 장착되기 위해 피닝(peening) 처리되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  9. 적어도 하나의 개구부를 갖는 인쇄 회로 기판(PWB);및
    상기 인쇄 회로 기판 상부에 적어도 부분적으로 배열된 금속 방열판 층을 포 함하고, 상기 금속 방열판 층의 적어도 하나의 부분은
    상기 적어도 하나의 개구부와 정렬되어 형성된 함몰부들; 및
    상기 적어도 하나의 함몰부 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 함몰부는 반사물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  11. 적어도 하나의 개구부를 갖는 인쇄 회로 기판 (PWB); 및
    상기 인쇄 회로 기판 하부에 적어도 부분적으로 배치된 금속 방열판 층을 포함하고, 상기 금속 방열판 층의 적어도 하나의 부분은
    상기 적어도 하나의 개구부와 정렬되어 형성된 함몰부들; 및
    상기 적어도 하나의 함몰부 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 금속 방열판 층의 함몰부들은 외부 방열판과 열결합되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  13. 방열판;
    상기 방열판에 적어도 부분적으로 내장된 적어도 하나의 방열판 스터드; 및
    상기 방열판 상부에 배치되는 인쇄 회로 기판 (PWB)을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은
    상기 적어도 하나의 방열판 스터드와 정합된 적어도 하나의 개구부; 및
    상기 적어도 하나의 방열판 스터드 상에 장착되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판상에 배치되는 적어도 하나의 반사판을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 반사판은 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 캐비티를 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 적어도 하나의 캐비티 안에서 적어도 부분적으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판상에 배치되는 적어도 하나의 도체를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 도체들과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 섬유유리 강화 적층 물질을 포함 하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 고온 섬유유리 강화 적층 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 방열판 스터드는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  20. 금속층;
    둘 또는 그 이상의 유전층들을 포함하고, 적어도 하나의 단차형 개구부를 포함하는 인쇄 회로 기판(PWB) 어셈블리;
    상기 인쇄 회로 기판 어셈블리의 적어도 하나의 단차형 개구부 내에 배치되고, 상기 금속층 상에 장착되는 적어도 하나의 절연체; 및
    상기 적어도 하나의 절연체 상에 장착되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 금속층 상부에 배열되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연체는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이 상부에 배치되는 광학 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  23. 금속층;
    둘 또는 그 이상의 유전층들을 포함하고, 적어도 하나의 단차형 개구부를 포함하는 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리; 및
    상기 금속층 장착되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함하고,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 금속층 상부에 걸쳐있고, 상기 금속층은 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  24. 복수의 인쇄 회로 기판 (PWB) 층들을 구비하는 단계;
    상기 복수의 인쇄 회로 기판층들 중 적어도 하나의 금속층을 패터닝하는 단계;
    상기 각각의 인쇄 회로 기판층 내부에 개구부들을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 인쇄 회로 기판층들을 서로 적층하여 적어도 하나의 단차형 캐비티를 갖는 하나의 다층구조 인쇄 회로 기판 어셈블리를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 각 인쇄 회로 기판층은 적어도 하나의 금속층과 적어도 하나의 유전층을 포함하며, 상기 개구부들은 상기 인쇄 회로 기판층들이 서로 적층되어 하나의 다층 어셈블리를 형성할 때 적어도 하나의 단차형 캐비티가 형성될 수 있도록 배열되고 알맞은 크기를 갖게 되는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 적층단계는 상기 인쇄 회로 기판층들 사이에 적층층을 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 적층층은 사전 천공된 프리 프레그 물질 (pre-preg)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 다층구조 인쇄 회로 기판 어셈블리를 통하여 적어도 하나의 도금된 비아를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  28. 제 25항에 있어서, 상기 적층층은 압력감응 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  29. 제 24항에 있어서, 상기 다층구조 인쇄 회로 기판 어셈블리를 통하여 적어도 하나의 비아를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비아를 도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리의 제작방법.
  31. 제 24항의 방법에 따라 제작된 인쇄 회로 기판 어셈블리.
  32. 제 27항의 방법에 따라 제작된 인쇄 회로 기판 어셈블리.
  33. 단차형의 캐비티를 포함하는 다층구조 인쇄 회로 기판 어셈블리를 절연층 상에 배치하는 단계;
    상기 다층구조 인쇄 회로 기판 어셈블리, 상기 절연층 및 금속층을 서로 적층하는 단계; 및
    상기 단차형 캐비티 내에 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 배열하는 단계를 포함하고, 상기 절연층은 상기 단차형 캐비티와 정렬되는 개구부를 지니는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 금속 베 이스 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  35. 제 33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 금속 베이스 상에 배치된 절연체 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 절연체는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  37. 제 33항에 있어서, 상기 절연층은 유전물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  38. 제 33항에 있어서, 상기 절연층은 고온 섬유유리 강화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  39. 제 33항에 있어서, 상기 절연층은 적어도 하나의 적층물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적층물층은 사전 천공된 프리 프레 그 (preg-preg) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  41. 제 39항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적층물층은 압력 감응 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  42. 제 33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 적어도 일부의 상부에 밀봉제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  43. 제 33항에 있어서, 반사판을 상기 다층구조 인쇄 회로 기판 어셈블리에 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  44. 제 33항에 있어서, 상기 적층 단계 동안 상기 적층물이 상기 단차형 캐비티 내부로 흘러가는 것을 방지하기 위해, 적어도 하나의 벽 (dam)을 상기 적어도 하나의 적층물층과 상기 단차형 캐비티 사이에 개재하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제작방법.
  45. 제 33항의 방법에 따라 제작된 발광 다이오드 패키지.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 절연층은 사전 천공된 프리 프레그 (preg-preg) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  47. 제 45항에 있어서, 상기 적층물이 상기 단차형 캐비티 내부로 흘러가는 것을 방지하기 위해, 상기 적어도 하나의 적층물층과 상기 단차형 캐비티 사이에 개재되는 적어도 하나의 벽 (dam)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  48. 적층물에 의해 서로 적층되는 단차형 캐비티, 절연층 및 금속 베이스를 포함하는 다층구조 인쇄 회로 기판 (PWB) 어셈블리; 및
    상기 단차형 캐비티 내부에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드 다이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판 어셈블리는 적어도 하나의 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비아를 상기 절연층에 의해 상기 금속 베이스와 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  51. 제 48항에 있어서, 상기 적층물은 압력 감응 접착제를 포함하는 것을 특징으 로 하는 발광 다이오드 패키지.
  52. 제 48항에 있어서, 상기 적층물은 사전 천공된 프리 프레그 (preg-preg) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  53. 제 52항에 있어서, 상기 프리 프레그 물질은 상기 단차형 캐비티와 정합된 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  54. 제 48항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 금속 베이스 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  55. 제 54항에 있어서, 상기 금속 베이스는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  56. 제 48항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이는 상기 금속 베이스 상에 배치된 절연체 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 절연체는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 다이의 열팽창계수와 거의 같은 열팽창계수를 지닌 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  58. 제 48항에 있어서, 상기 절연층은 섬유유리 강화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  59. 제 48항에 있어서, 상기 절연층은 적어도 하나의 적층물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  60. 제 59항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적층물층은 사전 천공된 프리 프레그 (preg-preg) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  61. 제 60항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적층물층은 압력 감응 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
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