KR20090062422A - 알루미늄 금속 기판을 이용한 ｌｅｄ 어레이 모듈 - Google Patents

알루미늄 금속 기판을 이용한 ｌｅｄ 어레이 모듈 Download PDF

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KR20090062422A
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Abstract

본 발명은 방열 특성이 우수한 LED 어레이 모듈에 관한 것이다. 상기 LED 어레이 모듈은, 알루미늄으로 이루어지는 기판, 상기 기판의 상부면에 형성되는 절연층, 상기 절연층을 기판의 표면까지 식각한 후 상기 식각된 영역을 도전성 물질로 채워 형성한 소자 실장부, 상기 소자 실장부의 표면에 장착된 청색 LED 소자, 상기 절연층의 상부면을 금속 물질을 증착한 후 패터닝하여 형성한 금속 배선층, 상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층을 구비한다. 상기 청색 LED 소자의 상부에는 형광물질이 도포되어 있다.
상기 청색 LED 소자의 p형 전극들은 금속 배선층과 연결되며, 상기 청색 LED의 n형 전극들은 상기 소자 실장부와 연결되어, 상기 기판과 연결되는 소자 실장부는 n형 전극들에 대한 공통 금속 배선으로서의 기능을 수행한다.
본 발명에 따른 LED 소자는 방열 특성이 뛰어나면서도 제조 원가를 감소시킴으로써, 백색광을 방출하는 조명용 소자로서 널리 사용될 수 있다.
LED, 방열층, 알루미늄, 양극산화

Description

알루미늄 금속 기판을 이용한 ＬＥＤ 어레이 모듈{LED array module using aluminum metal substrate}
본 발명은 LED 어레이 모듈에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 알루미늄 금속 기판위에 LED 소자들을 실장하여 패키징하고, 알루미늄 금속 기판을 각 LED 소자들의 n형 전극들에 대한 공통 금속 배선으로서 사용함으로써, 방열 특성이 우수할 뿐만 아니라 제조 비용을 감소시킬 수 있는 LED 어레이 모듈에 관한 것이다.
일반적인 광소자나 전자소자들은 그 작동시에 내부 저항 등에 의해 상당한 열을 발생시킨다. 이처럼 열을 발생시키는 소자 중 대표적인 것은 컴퓨터의 CPU 등인데, 이러한 국소적인 면적에 걸쳐 강한 열을 발생시키는 소자에는 따로 전용 냉각쿨러가 부착되어 운용되고 있다. 하지만, CPU외에 기판에 부착된 다른 소자들도 작동시 열을 발생시키는 것은 마찬가지이므로, 이 소자들이 부착된 기판 자체의 방열 문제가 상당히 중요한 기술로 부각되는 상황이다.
이러한 문제는, 특히 최근에 여러 응용분야에서 사용량이 많아진 발광소자의 경우에, 어레이 구조를 도입함으로 인해서 더욱 심각하게 고려해야 할 요소가 되고 있다. 일반적으로 발광소자를 조명용 램프로 사용하기 위해서는 단위면적당 수천 칸델라의 휘도가 되어야 하는데, 한 개의 발광소자 칩만으로는 이 정도의 휘도를 내기가 힘들므로 다수개의 발광소자 어레이(LED Array)를 구성하여 필요한 휘도를 얻도록 구성하고 있다. 종래 기술에서 어레이를 형성할 때 가장 문제가 되는 것은, 각각의 발광소자에서 발생한 빛을 가능한 한 열로 전환하지 않고 빛으로서 효율적으로 취출하여 발광 가용성을 극대화하는 것과, 그럼에도 불구하고 발생하는 열을 빠른 시간내에 칩이나 기판의 외부로 방출하는 것이다.
도 1은 기존의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; 이하, 'PCB'라 한다)에 발광소자 어레이가 부착된 단면 구조를 나타낸 것으로서, 표면 보호막이나 기타 본 발명의 핵심과 직접적인 상관이 없는 구조들은 생략한 도면이다. 구체적으로 도 1에서, 인쇄회로기판으로 만들어진 기판(130)상에 인쇄된 구리선 등의 리드선 패턴(120)이 부착되어 있고 그 상부에 발광소자 칩(110)이 부착된 것이다. 이처럼 인쇄된 리드선 상에 고휘도 발광소자가 부착되면, 발광소자 자체에서 발생되는 열의 일부(140)는 발광소자의 체적(Volumetic)을 통해서 그 상부로 방열되고, 나머지 열(150)은 리드선 자체 또는 리드선을 통해 하부의 PCB 쪽으로 방열된다.
상기 구조에서, PCB 자체(130)는 플라스틱 재료로 만들어진 것이므로 방열특성이 좋지 않기 때문에, 기판을 통해서 방열되는 열(150)도 상대적으로 매우 적다. 따라서 특히 열이 많이 발생하는 소자를 기판에 장착한 경우에는 그 열이 잘 배출되지 않기 때문에, 소자의 오작동이나 수명단축 등을 불러오는데, 이는 고휘도 발광소자나 레이저 다이오드 또는 그들의 어레이 등에서도 마찬가지이다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 종래에 사용하던 방법 중 하나는 각 소자 제조시에 방열 및 방사효율 향상을 고려한 구조를 각각의 소자에 부착한 후, 그러한 개별 소자를 도 1의 인쇄회로기판에 부착하는 방법이다. 예컨대, 열 발산 영역의 표면 면적을 넓게 하기 위하여 요철 형태로 구조를 변경하여 제작하거나, 열 흡수력 및 열 방출력이 우수한 재질을 사용하여 제작하기도 한다.
하지만 이처럼 LED 어레이 모듈을 구성하는 각 LED 소자들을 개별 패키징하고, 각 소자별로 개별적인 방열 구조를 부착함으로써, LED 어레이 모듈에 대한 제작비용 및 제작 효율면에서 불리하다. 또한, 열 방출이 충분하도록 하기 위해서 무리하게 개별 소자의 패키징을 크게 해야 하므로, 결국 집적화에 불리해지는 등의 문제점들이 발생한다. 따라서 실제로 만족할만한 성과를 거두지 못하는 실정이다.
한편, 기존의 LED 어레이 모듈은 플렉시블 PCB 기판에 LED 칩을 실장한 후 R,G,B LED의 각각에 대하여 2개씩의 와이어 본딩 공정이 필요하게 된다.
전술한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 알루미늄 금속 기판을 사용하여 방열성이 뛰어난 LED 어레이 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각 LED 소자들의 n형 전극들에 대하여 알루미늄 금속 기판과 연결되는 공통 금속 배선을 제공함으로써 제조 공정을 획기적으로 단순화시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있는 LED 어레이 모듈을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 방열 특성이 뛰어나 면서도 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 LED 어레이 모듈에 관한 것으로서, 상기 LED 어레이 모듈은,
전기전도성을 갖는 알루미늄으로 이루어지는 기판;
상기 기판의 상부면에 형성되는 절연층;
상기 절연층을 기판의 표면까지 식각한 후 상기 식각된 영역을 도전성 물질로 채워 형성한 소자 실장부;
상기 소자 실장부의 표면에 장착된 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED 소자;
상기 절연층의 상부면에 금속 물질을 증착한 후에 패터닝하여 형성한 적색 LED 금속 배선층, 녹색 LED 배선층 및 청색 LED 금속 배선층;
상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층을 구비하며,
상기 적색 LED, 상기 녹색 LED 및 청색 LED의 p형 전극들은 각각 적색 LED용 금속 배선층, 녹색 LED용 금속 배선층 및 청색 LED용 금속 배선층과 연결되며, 상기 적색 LED, 상기 녹색 LED 및 청색 LED의 n형 전극들은 상기 소자 실장부와 연결되어, 상기 기판과 연결되는 소자 실장부는 n형 전극들에 대한 공통 금속 배선이 된다. 여기서 연결 배선들은 본딩 와이어 또는 0오옴의 점프선이 선택적으로 사용되거나 혼용되어 사용될 수 있다. 전술한 특징을 갖는 LED 어레이 모듈의 소자 실장부에 장착되는 적색, 청색 및 녹색 LED 소자들은 일렬로 배치되거나 삼각형 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 LED 어레이 모듈은,
전기전도성을 갖는 알루미늄으로 이루어지는 기판;
상기 기판의 상부면에 형성되는 절연층;
상기 절연층을 기판의 표면까지 식각한 후 상기 식각된 영역을 도전성 물질로 채워 형성한 소자 실장부;
상기 소자 실장부의 상부면에 실장된 청색 LED 소자;
상기 절연층의 상부면에 금속 물질을 증착한 후 패터닝하여 형성한 금속 배선층;
상기 청색 LED 소자의 p형 전극들과 금속 배선층을 연결하는 연결 배선들;
상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층;을 구비하며, 각 청색 LED 소자의 상부에 형광 물질이 도포되어 있으며, 각 청색 LED 소자의 n형 전극들은 상기 소자 실장부와 연결되어, 상기 기판과 연결되는 소자 실장부는 n형 전극들에 대한 공통 금속 배선이 된다.
전술한 특징들을 갖는 LED 어레이 모듈의 방열층은 상기 기판의 하부면을 양극 산화시킴으로써 형성된 알루미늄 양극 산화막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 특징을 갖는 LED 어레이 모듈의 절연층은 알루미늄 질화막(AlN), BCB(Benzo Cyclo Butene)막, 실리콘질화막(SiN), 폴리이미드막 중의 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 기판을 양극산화시켜 알루미늄 양극 산화막으로 형성할 수도 있다.
전술한 특징을 갖는 LED 어레이 모듈의 절연층과 방열층은 상기 기판을 양극 산화 처리하는 한 번의 공정으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 LED 어레이 모듈은 금속 기판을 사용하고 양 표면을 양극 산화처리하여 절연층과 방열층을 형성함으로써, LED 소자들의 구동에 의해 LED 소자들로부터 발생되는 열이 기판으로 전달된 후, 표면적이 넓은 알루미늄 양극산화막에 의해 효율적으로 외부로 방출될 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 LED 어레이 모듈은 방열 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 제조 공정을 단순화시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 LED 어레이 모듈에 있어서, 소자들이 실장되는 소자 실장부를 전기 전도성의 알루미늄 기판과 연결시킨 후, 소자 실장부에 장착되는 LED 소자들의 n 형 전극을 소자 실장부와 배선 연결시킴으로써, 알루미늄 기판이 LED 소자들의 n 형 전극에 대한 공통 금속 배선으로서의 역할을 수행하게 된다. 그 결과, 제조 공정을 단순화시킬 수 있게 된다.
본 발명에 의하여, 종래의 각 LED 소자들을 개별 패키징하던 것과는 달리, 여러개의 LED 소자들을 개별 패키징하지 않고 알루미늄 기판위에 직접 실장하여 패키징함으로써, LED에서 방출되는 열을 외부로 잘 전달할 수 있게 되고, 그 결과 LED의 수명을 연장시킬 수 있으며, 각각의 패키지 공정비용을 없앨 수 있어 저가격으로 제조할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 LED 어레이 모듈은 백색광을 제공함으로써, 조명용 소자로서 사용될 수 있다.
제1 실시예
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 어레이 모듈에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 어레이 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 3은 도 2의 A-A' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 어레이 모듈(20)은 전기전도성을 갖는 기판(200), 절연층(210), 소자 실장부(220), 상기 소자 실장부에 장착되는 R, G, B 의 LED 소자들(230, 231, 232), 상기 절연층의 상부면에 형성된 금속 배선층(240, 241, 242), 상기 LED 소자들과 금속 배선층을 연결하는 본딩 와이어들(250,251,252,253,254), 상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층(260)을 구비한다. 이하, 전술한 각 구성 요소들에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 기판(200)은 전기 전도성을 갖는 금속으로 이루어지며, 방열성이 뛰어난 알루미늄이 가장 바람직하다.
상기 절연층(210)은 전기적 절연성을 갖는 물질로 이루어지며, 상기 기판의 상부면에 형성된다. 상기 절연층(220)은 알루미늄 질화막(AlN), BCB(Benzo Cyclo Butene)막, 실리콘질화막(SiN), 폴리이미드막 중의 하나로 이루어질 수 있다.
상기 소자 실장부(220)는 표면에 R,G,B LED 소자들이 장착되는 영역으로서, 상기 절연층(210)을 기판의 표면까지 식각한 후 상기 식각된 영역을 도전성 물질로 채워 형성한다. 이때, 상기 소자 실장부는 Au 등으로 형성될 수 있다.
상기 LED 소자들은 소자 실장부(220)에 장착되며, 각 소자 실장부에는 적 색(R) LED, 청색(B) LED 및 녹색(G) LED가 장착된다. 상기 청색 LED 및 녹색 LED는 상부면으로 p형 전극 및 n형 전극들이 형성되고 하부면에는 절연체인 사파이어 기판으로 형성되어 있으며, 적색 LED는 상부면에 p형 전극과 하부면에 n형 전극이 형성되어 있다. 이때, 적색 LED, 청색 LED 및 녹색 LED는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 소자 실장부에 일렬로 배치되거나, 도 5에 도시된 바와 같이 삼각형 형태로 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, R, G, B LED 들이 삼각형 형태로 배치되는 경우, 백색광 발현성이 우수하고, 와이어 본딩을 위한 면적이 커지게 된다.
상기 금속 배선층들은 적색 LED용 금속 배선층, 녹색 LED용 금속 배선층 및 청색 LED용 금속 배선층으로 이루어진다. 각 LED들은 해당 금속 배선층과 배선 연결되는데, 배선 연결시 와이어 본딩되거나 0 오옴(Ω)의 값을 가지는 chip 저항 등을 사용할 수도 있다. 상기 금속 배선층들은 Cu, Ni, Au 등의 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 표면 전체에 금속 물질을 증착시킨 후 사진 식각 공정을 이용하여 패터닝하여 형성하거나, 프린트 방식을 이용하여 금속 물질을 금속 배선층 영역에 프린트함으로써, 금속 배선층을 완성할 수 있게 된다.
적색 LED는 상부면과 하부면에 각각 p형 전극과 n형 전극이 형성되어 있다. 따라서, 적색 LED를 전기전도성을 갖는 소자 실장부에 장착함으로써, 적색 LED의 하부면의 n형 전극은 별도의 배선 연결 과정없이 소자 실장부와 직접 전기적 연결되며, 적색 LED의 상부면의 p형 전극은 배선 연결에 의하여 적색 LED용 금속 배선층과 연결된다.
청색 LED 및 녹색 LED는 사파이어 기판에 수직형 구조로 이루어지므로, p형 전극과 n형 전극이 모두 상부면에 형성되어 있으며, 하부면에는 절연체인 사파이어 기판이 형성되어 있다. 따라서, 청색 LED와 녹색 LED를 소자 실장부에 장착한 후, 청색 LED 및 녹색 LED의 p형 전극들은 연결 배선을 이용하여 청색 LED용 금속 배선층 및 녹색 LED용 금속 배선층과 각각 연결되며, 청색 LED 및 녹색 LED의 n형 전극들은 각각 연결 배선을 이용하여 소자 실장부에 연결된다. 여기서, 연결 배선은 본딩 와이어를 사용한다.
알루미늄 기판과 연결된 상기 소자 실장부는 상기 적색 LED, 청색 LED, 및 녹색 LED의 n형 전극들이 모두 배선 연결됨으로써, 모든 LED 소자들의 n 형 전극에 대한 공통 금속 배선(222)으로서의 기능을 수행한다.
상기 방열층(260)은 상기 기판의 하부면을 양극 산화시킴으로써 형성된 알루미늄 양극 산화막으로 이루어진다. 상기 방열층의 표면에는 알루미늄의 양극 산화 과정에서 불규칙한 형상의 미세한 홈들이 형성된다. 상기 미세한 홈들에 의해 상기 방열층의 표면의 표면적이 넓어짐에 따라 LED 소자로부터 방출되는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있게 된다.
LED 소자들의 와이어 본딩이 완료되면 전체 표면에 플라스틱 재질로 몰딩하여 LED 어레이 모듈을 완성한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 LED 어레이 모듈은 상기 기판을 양극 산화 처리하여 기판의 모든 표면에 알루미늄 양극 산화막을 형성할 수 있으며, 기판의 양 표면에 각각 형성된 알루미늄 양극 산화막들은 절연층과 방열층으로 각각 사용될 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 어레이 모듈의 제조 과정의 일실시형태를 순차적으로 설명한다.
먼저, 알루미늄 기판을 표면 처리하여 표면에 존재하는 이물 처리 및 표면의 평탄화시킨 후, 양극 산화 처리(Anodizing)하여 알루미늄 기판의 표면에 양극 산화막인 알루미나층을 형성한다(단계 500). 이때, 기판의 상부면에 형성된 양극 산화막은 절연층으로 사용되며, 기판의 하부면에 형성된 양극 산화막은 방열층으로 사용된다.
상기 절연층의 표면에서 LED 소자들이 실장될 영역을 레이저 또는 드릴로 식각하여 기판의 표면이 노출되도록 한 후(단계 510), 상기 기판의 표면 전체에 티타늄(Ti) 및 (Au)을 스퍼터링 방식으로 순차적으로 증착하여 희생층을 형성한다(단계 520).
다음, 희생층의 표면에 포토 레지스트를 증착한 후 포토 마스크를 사용하여 감광하여 금속 배선층과 소자 실장부가 될 영역의 포토 레지스트를 제거하여 노출시키고, 노출된 영역에 구리(Cu)를 10㎛, 니켈(Ni)을 2㎛ 및 금(Au)을 3㎛ 순차적으로 증착하거나 전기 도금(Electro-plating)한 후, 포토레지스트를 제거하여, 금속 배선층 및 소자 실장부를 형성한다(단계 530).
다음, 전면에 증착된 Ti 및 Au을 제거하고, 소자 실장부가 될 영역에 실버페이스트를 도포한 후 LED 소자들을 실장한다(단계 540).
다음, 와이어 본딩 작업을 한 후(단계 550), 상부 표면을 플라스틱 몰딩하여(단계 560) 모듈을 외부로부터 보호한다.
한편, 본 발명에 따른 LED 어레이 모듈의 제조 공정의 다른 실시 형태는, 프린트 방식을 이용하여 금속 배선층을 형성함으로써, 사진 식각 공정과 관련된 포토 레지스트 도포 공정, 노광 공정 및 포토 마스크 생성 공정등이 생략될 수 있다.
제2 실시예
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 어레이 모듈에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 어레이 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 8은 도 7의 A-A' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 9는 도 7의 B-B' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 10은 도 7의 C-C' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 10를 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 어레이 모듈(70)은 전기전도성을 갖는 기판(700), 절연층(710), 소자 실장부(720), 상기 소자 실장부에 장착되는 청색 LED 소자들(730), 상기 절연층의 상부면에 형성된 금속 배선층(740, 742), 상기 LED 소자들과 금속 배선층을 연결하는 본딩 와이어들(750,751), 상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층(760)을 구비하며, 상기 청색 LED 소자의 상부에는 형광 물질(780)이 도포되어 있다. 전술한 구성을 갖는 LED 어레이 모듈은 형광 물질에 의해 백색광을 제공하게 된다. 이하, 전술한 각 구성 요소들에 대하여 구체적으로 설명하며, 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
상기 기판(700) 및 상기 절연층(710)은 제1 실시예의 그것들과 동일하다.
상기 소자 실장부(720)는 표면에 청색 LED 소자들이 장착되는 영역으로서, 그 특성은 제1 실시예와 동일하다.
상기 청색 LED 소자들은 소자 실장부(720)에 장착된다. 상기 청색 LED는 상부면으로 p형 전극 및 n형 전극들이 형성되고 하부면에는 절연체인 사파이어 기판으로 형성되어 있다.
각 LED들의 p형 전극은 금속 배선층과 배선 연결되며, n형 전극은 소자 실장부와 배선 연결되며, 배선 연결시 본딩 와이어를 사용한다.
알루미늄 기판과 연결된 상기 소자 실장부는 상기 청색 LED 소자들의 n형 전극들이 모두 배선 연결됨으로써, 모든 청색 LED 소자들의 n 형 전극에 대한 금속 배선(723)으로서의 기능을 수행한다.
배선 연결된 상기 청색 LED 소자의 상부에는 인(phosphorus)을 포함하는 형광 물질(780)들이 도포됨으로써, 본 실시예에 따른 LED 어레이 모듈은 외부로 백색광을 제공하게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 LED 어레이 모듈은 백색광을 제공하는 조명용 소자로서 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서, 기판의 재질 등은 열 방출 성능을 향상시키기 위하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해 석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 LED 어레이 모듈은 방열 특성이 뛰어나므로, 백색광을 제공하는 조명용 소자나 백라이트 유닛등으로 널리 사용될 수 있다.
도 1은 기존의 인쇄회로기판에 발광소자 어레이가 부착된 구조에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 어레이 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 어레이 모듈의 소자 실장부에 LED 소자들이 삼각형 형태로 배치되는 실시 형태를 예시적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 어레이 모듈을 제조하는 과정을 순차적으로 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 어레이 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 8 내지 도 10은 도 7의 A-A' 방향, B-B' 방향 및 C-C' 방향을 따라 각각 절개하여 도시한 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20, 70 : LED 어레이 모듈
200, 700 : 기판
210, 710 : 절연층
220, 720 : 소자 실장부
230 : 적색(Red) LED 소자
231 : 녹색(Green) LED 소자
232, 732 : 청색(Blue) LED 소자
240 : 적색 LED용 금속 배선층
241 : 녹색 LED용 금속 배선층
242 : 청색 LED용 금속 배선층
250, 251, 252, 253, 254, 750, 751 : 본딩 와이어
260, 760 : 방열층

Claims (9)

  1. 전기전도성을 갖는 알루미늄으로 이루어지는 기판;
    상기 기판의 상부면에 형성되는 절연층;
    상기 절연층을 기판의 표면까지 식각한 후 상기 식각된 영역을 도전성 물질로 채워 형성한 소자 실장부;
    상기 소자 실장부의 상부면에 실장된 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED 소자;
    상기 절연층의 상부면에 금속 물질을 증착한 후 패터닝하여 형성한 적색 LED용 금속 배선층, 녹색 LED용 금속 배선층 및 청색 LED용 금속 배선층;
    상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층;
    을 구비하며, 상기 적색 LED, 상기 녹색 LED 및 청색 LED의 p형 전극들은 각각 적색 LED용 금속 배선층, 녹색 LED용 금속 배선층 및 청색 LED용 금속 배선층과 연결되며, 상기 적색 LED, 상기 녹색 LED 및 청색 LED의 n형 전극들은 상기 소자 실장부와 연결되어, 상기 기판과 연결되는 소자 실장부는 n형 전극들에 대한 공통 금속 배선이 되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 소자 실장부에 장착되는 적색, 청색 및 녹색 LED 소자들은 일렬로 배치되거나 삼각형 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적색 LED의 n 형 전극은 별도의 연결 배선없이 소자실장부에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  4. 전기전도성을 갖는 알루미늄으로 이루어지는 기판;
    상기 기판의 상부면에 형성되는 절연층;
    상기 절연층을 기판의 표면까지 식각한 후 상기 식각된 영역을 도전성 물질로 채워 형성한 소자 실장부;
    상기 소자 실장부의 상부면에 실장된 LED 소자;
    상기 절연층의 상부면에 금속 물질을 증착한 후 패터닝하여 형성한 금속 배선층;
    상기 기판의 하부면에 형성되는 방열층;
    을 구비하며, 각 LED 소자의 상부에 형광 물질이 도포되어 있으며, 각 LED 소자의 n형 전극들은 상기 소자 실장부와 연결되며 LED 소자의 p형 전극들은 상기 금속 배선층과 연결되며, 상기 기판과 연결되는 소자 실장부는 n형 전극들에 대한 금속 배선이 되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 LED 소자는 청색 LED 인 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방열층은 상기 기판의 하부 면을 양극 산화시킴으로써 형성된 알루미늄 양극 산화막으로서, 상기 발열층의 표면에는 양극 산화 공정에 의해 형성된 불규칙한 형상의 미세한 홈들을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연층은 알루미늄 질화막(AlN), BCB(Benzo Cyclo Butene)막, 실리콘질화막(SiN), 폴리이미드막 중의 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연층과 상기 방열층은 상기 기판을 양극 산화 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 배선은 본딩 와이어 및 0 오옴(Ω)의 칩(chip) 저항 중 어느 하나를 선택하여 사용하거나 이들을 혼용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
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