KR20100081183A - Led device and method for fabricating the same - Google Patents

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KR20100081183A
KR20100081183A KR1020090000489A KR20090000489A KR20100081183A KR 20100081183 A KR20100081183 A KR 20100081183A KR 1020090000489 A KR1020090000489 A KR 1020090000489A KR 20090000489 A KR20090000489 A KR 20090000489A KR 20100081183 A KR20100081183 A KR 20100081183A
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박숙경
황인철
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서울옵토디바이스주식회사
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Abstract

PURPOSE: An LED device and a method for fabricating the same are provided to improve the reliability of an LED element by prevent the inflow of the moisture into a package. CONSTITUTION: A first and second lead frames(4a.4b) apply electric power to an LED chip(2). A package(10) supports the first and the second lead frame. The package comprises a light-transmissive encapsulant of a resin material. A hydrophobic coating layer(20) blocks the moisture from the outside into the package. The hydrophobic coating layer is formed on a part of the outer side of the package.

Description

LED 소자 및 그 제조방법{LED DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME} LED device and its manufacturing method {LED DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 패키지 구조의 LED 소자에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 소수성 처리에 의해 방습 특성을 갖는 방습형 LED 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an LED device having a package structure, and more particularly, to a moisture-proof LED device having moisture-proof properties by hydrophobic treatment and a manufacturing method thereof.

LED(Light Emitting Diode)는 기본적으로 p형과 n형 반도체 접합으로 이루어져 있으며, 전압 인가시 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 발하는 발광 반도체를 이용하는 소자이다. 그와 같은 LED는 저전류 요건에서의 고출력 특성, 빠른 응답성, 긴 수명, 단단한 패키지 구조 등 많은 이점을 갖는다. LED (Light Emitting Diode) is basically composed of p-type and n-type semiconductor junction, and is a device using a light emitting semiconductor that emits energy corresponding to the band gap of the semiconductor in the form of light by combining electrons and holes when voltage is applied. Such LEDs have many advantages, such as high power characteristics at low current requirements, fast responsiveness, long life, and rigid package construction.

통상적으로, LED 소자는 LED칩과 그 LED칩을 보호하기 위한 패키지를 포함하며, 이때, LED칩은 패키지 내에 봉입된다. 패키지는 일부분 또는 전체가 투광성 재질로 되어 있어, LED칩으로부터 발생된 광을 외부로 방출할 수 있다. LED칩에 전력을 인가하여 동작시키는 리드단자들은 리드프레임 또는 도전성 패턴으로 패키지에 제공된다. 일반적으로, 리드프레임은, 패키지의 봉지재 또는 하우징에 지지되는 것으로서, 패키지 내부에서 LED칩의 전극과 전기적으로 연결된 채 패키지 외부로 연 장된다. 또한, 도전성 패턴은, LED칩이 실장되는 PCB 상에 형성되는 것으로서, 예를 들면 도금에 의해 형성된다. Typically, the LED device includes an LED chip and a package for protecting the LED chip, wherein the LED chip is enclosed in the package. The package may be partially or entirely made of a light-transmissive material, and may emit light generated from the LED chip to the outside. Lead terminals that operate by applying power to the LED chip are provided in the package in a lead frame or a conductive pattern. In general, the lead frame, which is supported by the encapsulant or the housing of the package, extends out of the package while being electrically connected to the electrodes of the LED chip inside the package. The conductive pattern is formed on a PCB on which an LED chip is mounted, and is formed by, for example, plating.

종래의 LED 소자는 패키지 외부로부터 패키지 내부로 침투하는 습기로 인한 신뢰성 저하의 문제점이 있다. 패키지가 하우징과 봉지재를 포함하는 LED 소자의 경우, 습기는 봉지재 자체를 통해 패키지 내에 침투할 수 있고, 또한, 봉지재와 하우징 사이의 계면을 통해 침투할 수 있다. 또한, 리드프레임과 패키지 사이의 계면을 통해서도 습기가 침투할 수 있다. Conventional LED devices have a problem of reduced reliability due to moisture penetrating into the package from the outside of the package. In the case of an LED device in which the package includes a housing and an encapsulant, moisture can penetrate into the package through the encapsulant itself and also through an interface between the encapsulant and the housing. Moisture can also penetrate through the interface between the leadframe and the package.

봉지재의 재료로서 열에 안정적인 실리콘 수지가 많이 이용되는데, 실리콘 수지는 습기 침투에 취약한 성질을 갖고 있어, 패키지 내 습기 침투로 인한 LED 소자의 신뢰성을 저하시키는 큰 요인을 제공한다.As a material of the encapsulant, heat-stable silicone resins are frequently used, and the silicone resins have a property that is vulnerable to moisture penetration, thereby providing a great factor in reducing the reliability of the LED device due to moisture penetration in the package.

PCB와 그 위에 형성된 봉지재로 구성된 패키지를 갖는 종래 LED 소자의 경우에, PCB와 봉지재 사이의 계면을 통한 습기 침투도 우려된다. 더 나아가, LED 소자는 몇몇 적용에서 형광체를 이용하여 광의 파장을 변환시키는데, 패키지 내로 침투하는 습기로 인하여 습기에 취약한 형광체의 이용을 어렵게 할 수 있다. In the case of a conventional LED device having a package composed of a PCB and an encapsulant formed thereon, moisture penetration through the interface between the PCB and the encapsulant is also concerned. Furthermore, LED devices use phosphors to convert wavelengths of light in some applications, which can make it difficult to use moisture-sensitive phosphors due to moisture penetrating into the package.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, LED칩이 봉입된 패키지 내로의 수분 침투를 막기 위해, 패키지 외표면에 습기를 막는 층을 형성한 방습형 LED 소자를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem of this invention is providing the moisture proof LED element which provided the layer which prevents moisture in the package outer surface in order to prevent the penetration of moisture into the package in which the LED chip was enclosed.

본 발명의 다른 기술적 과제는 LED칩 제작 공정과 그 LED칩의 패키징 공정 후에 LED칩이 봉입된 패키지의 적어도 일부에 습기를 막는 층을 간단하게 형성하는 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem of the present invention is to provide a method of simply forming a layer for preventing moisture on at least a part of an LED chip encapsulated package after the LED chip manufacturing process and the LED chip packaging process.

본 발명의 일 측면에 따라, LED칩과, 적어도 일부가 투광성을 가지며 상기 LED칩이 봉입되는 패키지와, 상기 패키지의 외표면 적어도 일부에 형성된 소수성 코팅층을 포함하는 방습형 LED 소자가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a moisture-proof LED device comprising an LED chip, at least a part of which is transparent and a package in which the LED chip is enclosed, and a hydrophobic coating layer formed on at least a part of an outer surface of the package.

일 실시예에 따라, 상기 패키지는 수지 재질의 투광성 봉지재를 포함하며, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 봉지재의 외표면을 덮도록 형성될 수 있다.According to one embodiment, the package includes a translucent encapsulant of a resin material, the hydrophobic coating layer may be formed to cover at least the outer surface of the encapsulant.

일 실시예에 따라, 상기 패키지는 LED칩이 수용된 캐비티를 구비한 하우징과 상기 캐비티를 메우도록 형성된 투광성 수지 재질의 봉지재를 포함하되, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 봉지재와 상기 하우징의 경계를 덮도록 형성될 수 있다.According to one embodiment, the package includes a housing having a cavity in which the LED chip is accommodated and an encapsulant made of a translucent resin formed to fill the cavity, wherein the hydrophobic coating layer covers at least the boundary between the encapsulant and the housing. It can be formed to be.

일 실시예에 따라, 상기 패키지는 상기 LED칩이 실장되는 PCB와 상기 LED칩을 덮도록 상기 PCB 상에 형성된 투광성 수지 재질의 봉지재를 포함하되, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 봉지재와 상기 PCB 사이의 경계를 덮도록 형성될 수 있다.According to one embodiment, the package includes a PCB on which the LED chip is mounted and an encapsulant made of a translucent resin material formed on the PCB to cover the LED chip, wherein the hydrophobic coating layer is at least between the encapsulant and the PCB. It may be formed to cover the boundary of.

일 실시예에 따라, 상기 패키지의 내부로부터 상기 패키지 외부로 연장되도록 리드프레임이 설치되되, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 리드프레임과 상기 패키지의 경계를 덮도록 형성될 수 있다.According to one embodiment, a lead frame is installed to extend from the inside of the package to the outside of the package, wherein the hydrophobic coating layer may be formed to cover at least the boundary between the lead frame and the package.

일 실시예에 따라, 상기 소수성 코팅층은 상기 LED칩의 발광 피크 파장보다 작은 크기의 두께를 갖는다.According to one embodiment, the hydrophobic coating layer has a thickness smaller than the peak emission wavelength of the LED chip.

일 실시예에 따라, 상기 소수성 코팅층은 5~500nm 두께로 형성될 수 있다. According to one embodiment, the hydrophobic coating layer may be formed to a thickness of 5 ~ 500nm.

일 실시예에 따라, 상기 소수성 코팅층은 플라즈마 중합반응에 의해 형성된 고분자 물질층이며, 상기 고분자 물질층는 CF4, CH4, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)로부터 선택된 적어도 하나로 이루어질수 있다.According to one embodiment, the hydrophobic coating layer is a polymer material layer formed by a plasma polymerization, the polymer material layer may be at least one selected from CF4, CH4, TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate).

본 발명의 다른 측면에 따라, LED칩을 제작하는 단계와, 상기 LED칩을 적어도 일부가 투광성인 패키지 내로 봉입하는 단계와, 상기 패키지의 외표면 적어도 일부에 소수성 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 방습형 LED 소자 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a LED chip, sealing the LED chip into a package which is at least partially transparent, and forming a hydrophobic coating layer on at least a part of an outer surface of the package. A type LED device manufacturing method is provided.

일 실시예에 따라, 상기 소수성 코팅층을 형성하는 단계는 플라즈마 중합반응을 이용하여 상기 패키지의 외표면 적어도 일부에 고분자 물질층을 증착한다. 이때, 상기 플라즈마 중합반응에 이용되는 가스는 CF4, CH4, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.In an embodiment, the forming of the hydrophobic coating layer may include depositing a polymer material layer on at least a portion of an outer surface of the package by using a plasma polymerization reaction. In this case, the gas used for the plasma polymerization reaction may be at least one selected from CF4, CH4, and TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate).

일 실시예에 따라, 상기 소수성 코팅층을 형성하는 단계는 타겟 영역만을 노출시키는 마스크를 상기 패키지의 외표면에 형성한 후 플라즈마 중합반응에 의해 고분자 물질층을 형성할 수 있다. 상기 패키지는 투광성 수지 재질의 봉지재를 포함하는 것이며, 상기 타겟 영역은 적어도 상기 봉지재의 외표면을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the forming of the hydrophobic coating layer may form a polymer material layer by plasma polymerization after forming a mask exposing only a target region on an outer surface of the package. The package may include an encapsulant made of a transparent resin material, and the target region may include at least an outer surface of the encapsulant.

본 발명의 실시예들에 따르면, 패키지의 외표면에 형성된 소수성 코팅층에 의해, 패키지 외부로부터 패키지 내부로 침투하는 습기를 막아 LED 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, by the hydrophobic coating layer formed on the outer surface of the package, it is possible to prevent the moisture penetrating into the package from the outside of the package to improve the reliability of the LED device.

패키지가 하우징과 봉지재를 포함하는 LED 소자의 경우, 소수성 코팅층은 봉지재 자체 및/또는 봉지재와 하우징 사이의 경계를 덮도록 형성되어, 그 봉지재 자체 또는 봉지재와 하우징 사이의 경계를 통한 습기 침투를 차단할 수 있다. 특히, 봉지재의 재료로서 습기 침투에 취약한 실리콘 수지가 많이 이용되는데, 이 경우, 본 발명은 더 유리하게 LED 소자의 신뢰성을 높인다.In the case of an LED device in which the package comprises a housing and an encapsulant, the hydrophobic coating layer is formed to cover the encapsulant itself and / or the boundary between the encapsulant and the housing, through the encapsulant itself or the boundary between the encapsulant and the housing. Can block moisture penetration. In particular, a silicone resin that is susceptible to moisture penetration is often used as the material of the encapsulant. In this case, the present invention more advantageously increases the reliability of the LED element.

패키지가 PCB와 그 위에 형성된 봉지재를 포함하는 종래의 LED 소자의 경우, PCB와 봉지재 사이의 경계에 형성된 소수성 코팅층이 습기 침투를 막는다. 더 나아가, 패키지 내로의 습기 침투를 억제하므로, 종래 실리케이트계 형광체와 같이, 습기에 취약한 형광체의 이용에 따라 야기될 수 있는 신뢰성 저하의 문제점을 제거한다.  In a conventional LED device in which the package includes a PCB and an encapsulant formed thereon, a hydrophobic coating layer formed at the boundary between the PCB and the encapsulant prevents moisture penetration. Furthermore, suppressing moisture penetration into the package eliminates the problem of reliability degradation that may be caused by the use of phosphors susceptible to moisture, such as conventional silicate-based phosphors.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 소자를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an LED device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, LED 소자(1)는, LED칩(2)과, 상기 LED칩(2)에 전력을 인가 하기 위한 단자들인 제1 및 제2 리드프레임(4a. 4b)과, 상기 제1 및 제2 리드프레임(4a, 4b)을 지지하며 상기 LED칩(2)이 봉입되는 패키지(10)와, 이하 설명되는 바와 같이, 패키지(10) 내로의 습기 침투를 막기 위한 소수성 코팅층(20) 등을 포함한다.Referring to FIG. 1, the LED device 1 includes an LED chip 2, first and second lead frames 4a and 4b which are terminals for applying power to the LED chip 2, and the first and second lead frames 4a and 4b. A package 10 supporting the first and second lead frames 4a and 4b and encapsulating the LED chip 2 and a hydrophobic coating layer 20 for preventing moisture from penetrating into the package 10 as described below. ), And the like.

상기 패키지(10)는, 상부 개방형의 캐비티(12a)가 형성된 리플렉터용 하우징(12)과, 상기 캐비티(12a)를 메우도록 형성된 투광성의 실리콘 수지로 된 봉지재(14)를 포함한다. LED칩(2)은 상기 캐비티(12a)의 바닥에 실장되므로, 봉지재(14)가 상기 캐비티(12a)를 메우는 것에 의해, 상기 패키지(10) 내에 봉입된다. 이때, 상기 봉지재(14) 내에는 형광체(14a)가 포함될 수 있으며, 그 형광체(14a)는 습기에 취약한 실리케이트계 형광체일 수 있다.The package 10 includes a reflector housing 12 in which an upper open cavity 12a is formed, and an encapsulant 14 made of a translucent silicone resin formed to fill the cavity 12a. Since the LED chip 2 is mounted on the bottom of the cavity 12a, the encapsulant 14 is filled in the package 10 by filling the cavity 12a. In this case, the encapsulant 14 may include a phosphor 14a, and the phosphor 14a may be a silicate-based phosphor that is vulnerable to moisture.

상기 제1 및 제2 리드프레임(4a, 4b)은 패키지(10) 내부인 캐비티(12a)의 바닥으로부터 하우징(12)의 측부를 관통하여 패키지(10)의 외부로 연장된다. 패키지(10) 외부로 연장된 제1 및 제2 리드프레임(4a, 4b)은 외부 전극과 넓은 면적으로 접합되도록 넓은 평면이 아래를 향하도록 절곡되어 있다. LED칩(2)은 캐비티(12a) 바닥의 제1 리드프레임(4a)에 실장되며, 본딩와이어(W)에 의해 제2 리드프레임(4b)과 전기적으로 연결된다.The first and second leadframes 4a and 4b extend from the bottom of the cavity 12a, which is inside the package 10, to the outside of the package 10 through the side of the housing 12. The first and second lead frames 4a and 4b extending out of the package 10 are bent so that a wide plane faces downward so as to be bonded to the external electrode in a large area. The LED chip 2 is mounted on the first lead frame 4a at the bottom of the cavity 12a and electrically connected to the second lead frame 4b by the bonding wires W.

한편, 상기 소수성 코팅층(20)은 패키지(10) 내부로의 습기 침투를 막도록 상기 패키지(10)의 외표면에 형성된다. 본 실시예에서, 상기 패키지(10)의 바닥 및 제1 및 제2 리드프레임(4a, 4b)의 바닥을 제외하면, 상기 소수성 코팅층(20)이 상기 패키지(10)의 모든 부분을 덮고 있다.  On the other hand, the hydrophobic coating layer 20 is formed on the outer surface of the package 10 to prevent moisture penetration into the package 10. In the present embodiment, except for the bottom of the package 10 and the bottoms of the first and second lead frames 4a and 4b, the hydrophobic coating layer 20 covers all parts of the package 10.

특히, 상기 소수성 코팅층(20)은 습기 침투에 취약한 실리콘 봉지재(14)의 외표면을 덮고 있다. 또한, 하우징(12)과 봉지재(14) 사이의 계면을 따라 습기 침투가 많을 수 있는데, 상기 소수성 코팅층(20)이 패키지(10)의 외표면에서 상기 하우징(12)과 봉지재(14) 사이의 경계를 덮고 있으므로, 하우징과 봉지재 사이의 계면을 통한 습기 침투가 억제된다. 또한, 리드프레임(4a 및 4b)과 하우징(12) 사이의 계면을 따라 습기가 패키지(10) 내부로 침투될 수 있는데, 상기 소수성 코팅층(20)이 하우징(12)과 리드프레임(4a 및 4b) 사이의 경계를 덮고 있으므로, 리드프레임과 하우징 사이의 계면을 통한 습기 침투도 억제된다.In particular, the hydrophobic coating layer 20 covers the outer surface of the silicon encapsulant 14 which is vulnerable to moisture penetration. In addition, there may be a lot of moisture penetration along the interface between the housing 12 and the encapsulant 14, the hydrophobic coating layer 20 on the outer surface of the package 10, the housing 12 and the encapsulant 14 Since the boundary between them is covered, moisture penetration through the interface between the housing and the encapsulant is suppressed. In addition, moisture may penetrate into the package 10 along the interface between the leadframes 4a and 4b and the housing 12, wherein the hydrophobic coating layer 20 is provided with the housing 12 and the leadframes 4a and 4b. Since it covers the boundary between), moisture penetration through the interface between the leadframe and the housing is also suppressed.

본 실시예에서, 상기 소수성 코팅층(20)은 플라즈마 중합반응에 의해 상기 패키지(10)의 외표면에 형성되는 고분자 물질층이다. 상기 고분자 물질층을 형성하기 위해, LED칩(2)이 봉입된 패키지(10)를 플라즈마 챔버(미도시됨) 내에 넣고, 상기 고분자 물질의 초기 물질인 단량체 가스(monomer gas)를 플라즈마 챔버 내에 제공하면서 플라즈마 중합반응을 일으킨다. 플라즈마 상태에서 중합반응을 일으켜 소수성의 고분자 물질층 형성할 수 있는, 다양한 종류의 단량체 가스가 본 발명에 이용될 수 있다. 본 실시예에서는, CF4, CH4와 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)로부터 선택된 적어도 하나가 상기 플라즈마 중합반응을 위해 단량체 가스로 이용된다.In the present embodiment, the hydrophobic coating layer 20 is a polymer material layer formed on the outer surface of the package 10 by the plasma polymerization reaction. In order to form the polymer material layer, the package 10 containing the LED chip 2 is placed in a plasma chamber (not shown), and a monomer gas, which is an initial material of the polymer material, is provided in the plasma chamber. Causing plasma polymerization. Various kinds of monomer gases, which can cause a polymerization reaction in a plasma state to form a hydrophobic polymer layer, can be used in the present invention. In this embodiment, at least one selected from CF4, CH4 and TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) is used as the monomer gas for the plasma polymerization.

또한, 상기 소수성 코팅층(20)은, 광 투과가 잘 되도록, LED칩(2)의 발광 피크 파장보다 작은 크기의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 그와 같은 조건에 부합되면서도, 플라즈마 중합반응의 시간 또는 광 손실 등을 고려하여, 소수성 코 팅층(20)의 두께는 5~500nm 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 5~100nm 범위 내에 있을 수 있다. 실험 결과, 1회의 플라즈마 중합반응에 의해, 5~10nm 두께의 고분자 물질층이 형성되었다. 따라서, 그 이상의 두께로 물질층을 형성하고자 하는 경우, 여러 번에 걸쳐 플라즈마 중합반응 처리를 할 수 있다. In addition, the hydrophobic coating layer 20, it is preferable to have a thickness smaller than the peak emission wavelength of the LED chip 2 so that the light transmission. In addition, while meeting such conditions, considering the time or light loss of the plasma polymerization reaction, the thickness of the hydrophobic coating layer 20 is preferably in the range of 5 ~ 500nm. More preferably, it may be in the range of 5-100 nm. As a result of the experiment, one plasma polymerization reaction formed a polymer layer having a thickness of 5 to 10 nm. Therefore, when the material layer is to be formed to a thickness greater than that, the plasma polymerization reaction may be performed several times.

또한, 상기 플라즈마 중합반응 처리 전에, 소수성 코팅층(20)이 형성될 자리를 정의할 필요가 있다. 그러한 자리의 정의를 위해, 목표로 하는 영역, 즉, 타겟 영역만을 노출시키는 마스크(또는, 스크린)를 패키지(10)의 표면에 형성한 후, 플라즈마 중합반응에 의해, 상기 패키지(10)의 타겟 영역에 소수성 코팅층(20)을 형성할 수 있다. 도 1에는 외부 전극과 전기적 접속이 요구되는 리드프레임들(4a, 4b)의 바닥과, 습기에 영향을 거의 받지 않는 패키지(10)의 하우징(12) 저면에만 소수성 코팅층(20)이 형성되지 않는다. In addition, it is necessary to define a position where the hydrophobic coating layer 20 is to be formed before the plasma polymerization reaction treatment. For the definition of such a site, a mask (or screen) exposing only a target area, that is, a target area, is formed on the surface of the package 10, and then the target of the package 10 is formed by plasma polymerization. Hydrophobic coating layer 20 may be formed in the region. In FIG. 1, the hydrophobic coating layer 20 is not formed only on the bottoms of the lead frames 4a and 4b that require electrical connection with the external electrode and the bottom surface of the housing 12 of the package 10 which is hardly affected by moisture. .

전술한 바와 같이 습기 침투가 심한 거의 모든 부분들을 소수성 코팅층(20)으로 덮을 수 있고, 그와 달리, 도 2의 (a), (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 반드시 필요한 부분에만 소수성 코팅층(20)을 형성할 수도 있다. As described above, almost all parts with severe moisture penetration can be covered with the hydrophobic coating layer 20, whereas, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, only those parts which are absolutely necessary. Hydrophobic coating layer 20 may be formed.

도 2의 (a)는 봉지재(14)의 상부 표면에만 소수성 코팅층(20)을 형성한 적용을 보여준다. 이러한 적용은 실리콘 수지 등과 같이 수분 침투에 약한 재료를 봉지재(14)의 재료로 이용하는 경우에 특히 유용할 것이다.2 (a) shows an application in which the hydrophobic coating layer 20 is formed only on the upper surface of the encapsulant 14. This application will be particularly useful in the case of using a material weak in moisture penetration, such as a silicone resin, as the material of the encapsulant 14.

도 2의 (b)는 봉지재(14)와 하우징(12) 사이의 경계에만 소수성 코팅층(20)을 형성한 적용을 보여준다. 이러한 적용은, 예를 들면, 에폭시 수지 등과 같이 수 분 침투의 우려가 상대적으로 적은 재료를 봉지재(14)로 이용하고, 봉지재(14)와 하우징(12) 사이의 계면을 통한 수분 침투가 많이 우려될 때 유용할 것이다.2 (b) shows an application in which the hydrophobic coating layer 20 is formed only at the boundary between the encapsulant 14 and the housing 12. This application uses, for example, a material having a relatively low risk of moisture permeation, such as an epoxy resin, as the encapsulant 14, and moisture penetration through the interface between the encapsulant 14 and the housing 12 is reduced. This can be useful when you are very concerned.

도 2의 (c)는 패키지(10)의 하우징(12)과 리드프레임(4a 및 4b) 사이의 경계에만 소수성 코팅층(20)을 적용을 보여준다. 이러한 적용은 수분 침투의 우려가 상대적으로 적은 재료를 봉지재(14)로 이용하되 리드프레임(4a 및 4b)과 패키지(10) 사이의 계면을 통한 수분 침투의 우려가 클 때 유용할 것이다.FIG. 2C shows application of the hydrophobic coating layer 20 only at the boundary between the housing 12 of the package 10 and the leadframes 4a and 4b. This application may be useful when a material having a relatively low risk of moisture penetration is used as the encapsulant 14 but the risk of moisture penetration through the interface between the leadframes 4a and 4b and the package 10 is high.

도 3의 (a) 및 (b)은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 방습형 LED 소자를 보여주는 단면도들이다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a moisture-proof LED device according to other embodiments of the present invention.

도 3의 (a)를 참조하면, 방습형 LED 소자(1)는 LED칩(2)과 패키지를 포함하되, 상기 패키지는 상기 LED칩(2)이 실장되는 PCB(15)와, 상기 LED칩(2)을 덮도록 상기 PCB(15) 상에 형성된 봉지재(14)를 포함한다. 상기 봉지재(14)는 예를 들면, 트랜스퍼 몰딩과 같은, 금형을 이용한 몰딩 성형에 의해, 예를 들면, 에폭시 수지(또는, EMC) 또는 실리콘 수지에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 소수성 코팅층(20)은, 패키지의 봉지재(14) 외표면과 함께, 봉지재(14)와 PCB(15) 사이의 경계를 덮도록 형성된다. 이때, 봉지재(14)를 통한 수분 침투 우려가 적은 경우에 한해, 소수성 코팅층으로 인한 광손실을 없애기 위해, 상기 봉지재(14)와 상기 PCB(15) 사이의 경계만을 덮도록 상기 소수성 코팅층(20)을 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 3A, the moisture-proof LED element 1 includes an LED chip 2 and a package, wherein the package includes a PCB 15 on which the LED chip 2 is mounted and the LED chip. And an encapsulant 14 formed on the PCB 15 to cover (2). The encapsulant 14 may be formed by molding using a mold, such as transfer molding, for example, by epoxy resin (or EMC) or silicone resin. In this embodiment, the hydrophobic coating layer 20 is formed to cover the boundary between the encapsulant 14 and the PCB 15 together with the outer surface of the encapsulant 14 of the package. In this case, only when there is little concern about the penetration of moisture through the encapsulant 14, in order to eliminate light loss due to the hydrophobic coating layer, the hydrophobic coating layer is formed so as to cover only the boundary between the encapsulant 14 and the PCB 15. 20) may be formed.

도 3의 (b)를 참조하면, 방습형 LED 소자(1)는 LED칩(2)과 패키지를 포함하되, 상기 패키지는 하우징 없이 투광성 수지 재질인 봉지재(14)만을 포함한다. 이 때, 제1 및 제2 리드프레임(4a, 4b)은, 상기 봉지재(14)에 의해 지지되며, 상기 봉지재(14)의 내부로부터 상기 봉지재(14)의 외부로 연장되어 있다. 본 실시예에서, 소수성 코팅층(20)은, 리드프레임(4a, 4b) 각각과 봉지재(14) 사이의 경계를 덮도록 상기 봉지재(14)의 외표면에 형성된다. 이때, 봉지재(14)가 수분 침투에 의려가 적은 경우에 한해, 코팅층에 의한 광손실을 없애기 위해, 상기 봉지재(14)와 상기 리드프레임(4a, 4b) 사이의 경계만을 덮도록 상기 소수성 코팅층(20)을 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 3B, the moisture-proof LED element 1 includes an LED chip 2 and a package, and the package includes only an encapsulant 14 made of a light-transmissive resin material without a housing. At this time, the first and second lead frames 4a and 4b are supported by the encapsulant 14 and extend from the inside of the encapsulant 14 to the outside of the encapsulant 14. In the present embodiment, the hydrophobic coating layer 20 is formed on the outer surface of the encapsulant 14 so as to cover the boundary between each of the lead frames 4a and 4b and the encapsulant 14. In this case, only when the encapsulant 14 is less reliant on moisture infiltration, in order to eliminate light loss caused by the coating layer, the hydrophobicity may be covered to cover only the boundary between the encapsulant 14 and the lead frames 4a and 4b. The coating layer 20 may be formed.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방습형 LED 소자는, LED칩(2)을 제작하고, 그 제작된 LED칩(2)을 패키지(10) 내에 봉입하고, LED칩(2)이 봉입된 패키지(10)의 외표면 적어도 일부에 소수성 코팅층(20)을 형성하는 일련의 공정들로 제조될 수 있다.As described above, the moisture-proof LED device according to the present invention, the LED chip 2 is manufactured, the produced LED chip 2 is sealed in the package 10, the package in which the LED chip 2 is sealed It can be produced in a series of processes for forming a hydrophobic coating layer 20 on at least a portion of the outer surface of (10).

이때, LED칩(2)은 기판 상에 적어도 p형 반도체층, 활성층 및 n형 반도체층을 포함하도록 반도체층들을 성장시키는 반도체 에피택셜 성장에 의해 제작될 수 있다. 또한, 제작된 LED칩(2)은 위에서 설명된 다양한 종류의 패키지(10) 내에 봉입되며, LED칩을 봉입하는 단계에서, LED칩(2)은 패키지(10)에 마련된, 도전성 패턴 또는 리드프레임과 같은, 리드단자에 연결된다. 또한, 소수성 코팅층(20)은 수분 침투가 우려되는 패키지(10)의 영역만을 노출시키는 마스킹 공정 후, 그 마스킹 공정이 완료된 패키지(10)를 플라즈마 챔버 내에 넣고 플라즈마 중합반응을 통해 소수성 고분자 물질층을 패키지의(10) 표면에 형성한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 고분자 물질층을 형성하기 위한 단량체로는 다양한 것이 이용될 수 있으나, CF4, CH4, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)로부터 선택된 적어도 하나가 이용되는 것이 바람직하다. In this case, the LED chip 2 may be fabricated by semiconductor epitaxial growth in which the semiconductor layers are grown to include at least a p-type semiconductor layer, an active layer and an n-type semiconductor layer on the substrate. In addition, the fabricated LED chip 2 is encapsulated in various kinds of packages 10 described above, and in the step of encapsulating the LED chip, the LED chip 2 is provided in the package 10, a conductive pattern or a lead frame. Is connected to the lead terminal. In addition, the hydrophobic coating layer 20 after the masking process to expose only the area of the package 10 that is concerned about moisture penetration, the package 10, the masking process is completed in the plasma chamber to put the hydrophobic polymer layer through the plasma polymerization reaction Form on the surface of 10 of the package. As described above, various monomers may be used as the monomer for forming the polymer material layer, but at least one selected from CF4, CH4, and TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) is preferably used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방습형 LED 소자를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a moisture-proof LED device according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (a), (b) 및 (c) 본 발명의 다른 실시예들에 따른 방습형 LED 소자들을 도시한 단면도들.Figure 2 (a), (b) and (c) cross-sectional view showing a moisture-proof LED device according to other embodiments of the present invention.

도 3의 (a) 및 (b)은 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 방습형 LED 소자들을 도시한 단면도들.Figure 3 (a) and (b) is a cross-sectional view showing a moisture-proof LED device according to another embodiment of the present invention.

Claims (16)

LED칩;LED chip; 적어도 일부가 투광성을 가지며, 상기 LED칩이 봉입되는 패키지; 및A package in which at least a portion is transmissive and the LED chip is encapsulated; And 상기 패키지의 외표면 적어도 일부에 형성된 소수성 코팅층을 포함하는 LED 소자.LED device comprising a hydrophobic coating layer formed on at least a portion of the outer surface of the package. 청구항 1에 있어서, 상기 패키지는 수지 재질의 투광성 봉지재를 포함하며, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 봉지재의 외표면을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED 소자.The LED device according to claim 1, wherein the package includes a light-transmissive encapsulant, and the hydrophobic coating layer is formed to cover at least an outer surface of the encapsulant. 청구항 1에 있어서, 상기 패키지는 LED칩이 수용된 캐비티를 구비한 하우징과 상기 캐비티를 메우도록 형성된 투광성 수지 재질의 봉지재를 포함하되, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 봉지재와 상기 하우징의 경계를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED 소자.The package of claim 1, wherein the package includes a housing having a cavity in which an LED chip is accommodated, and an encapsulant made of a light transmissive resin formed to fill the cavity, wherein the hydrophobic coating layer covers at least a boundary between the encapsulant and the housing. LED device, characterized in that formed. 청구항 1에 있어서, 상기 패키지는 상기 LED칩이 실장되는 PCB와 상기 LED칩을 덮도록 상기 PCB 상에 형성된 투광성 수지 재질의 봉지재를 포함하되, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 봉지재와 상기 PCB 사이의 경계를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED 소자.The method of claim 1, wherein the package includes a PCB on which the LED chip is mounted and a light-transmissive encapsulant formed on the PCB to cover the LED chip, wherein the hydrophobic coating layer is at least between the encapsulant and the PCB An LED device, characterized in that formed to cover the boundary. 청구항 1에 있어서, 상기 패키지의 내부로부터 상기 패키지 외부로 연장되도록 리드프레임이 설치되되, 상기 소수성 코팅층은 적어도 상기 리드프레임과 상기 패키지의 경계를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED 소자.The LED device according to claim 1, wherein a lead frame is installed to extend from the inside of the package to the outside of the package, wherein the hydrophobic coating layer is formed to cover at least a boundary between the lead frame and the package. 청구항 1에 있어서, 상기 소수성 코팅층은 상기 LED칩의 발광 피크 파장보다 작은 크기의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 소자.The LED device according to claim 1, wherein the hydrophobic coating layer has a thickness smaller than the peak emission wavelength of the LED chip. 청구항 1에 있어서, 상기 소수성 코팅층은 5~500nm 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 소자. The LED device according to claim 1, wherein the hydrophobic coating layer is formed to a thickness of 5 ~ 500nm. 청구항 1에 있어서, 상기 소수성 코팅층은 플라즈마 중합반응에 의해 형성된 고분자 물질층인 것을 특징으로 하는 LED 소자.The LED device according to claim 1, wherein the hydrophobic coating layer is a polymer material layer formed by a plasma polymerization reaction. 청구항 8에 있어서, 상기 고분자 물질층은 CF4, CH4, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 소자.The LED device of claim 8, wherein the polymer material layer comprises at least one selected from CF 4, CH 4, and TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate). LED칩을 제작하는 단계;Manufacturing an LED chip; 상기 LED칩을 적어도 일부가 투광성인 패키지 내로 봉입하는 단계; 및Encapsulating the LED chip into a package at least partially translucent; And 상기 패키지의 외표면 적어도 일부에 소수성 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 LED 소자 제조방법.Forming a hydrophobic coating layer on at least a portion of the outer surface of the package. 청구항 10에 있어서, 상기 소수성 코팅층을 형성하는 단계는 플라즈마 중합반응을 이용하여 상기 패키지의 외표면 적어도 일부에 고분자 물질층을 증착하는 것을 특징으로 하는 LED 소자 제조방법.The method of claim 10, wherein the forming of the hydrophobic coating layer comprises depositing a polymer layer on at least a portion of an outer surface of the package by using a plasma polymerization reaction. 청구항 11에 있어서, 상기 플라즈마 중합반응에 이용되는 가스는 CF4, CH4, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 LED 소자 제조방법.The method according to claim 11, wherein the gas used in the plasma polymerization reaction is at least one selected from CF4, CH4, TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate). 청구항 10에 있어서, 상기 소수성 코팅층은 상기 LED칩의 발광 피크 파장보다 작은 크기의 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 소자 제조방법.The method of claim 10, wherein the hydrophobic coating layer is formed to have a thickness smaller than the emission peak wavelength of the LED chip. 청구항 10에 있어서, 상기 소수성 코팅층은 5~500nm 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 소자 제조방법.The method of claim 10, wherein the hydrophobic coating layer is formed to a thickness of 5 ~ 500nm. 청구항 11에 있어서, 상기 소수성 코팅층을 형성하는 단계는 타겟 영역만을 노출시키는 마스크를 상기 패키지의 외표면에 형성한 후 플라즈마 중합반응에 의해 고분자 물질층을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 소자 제조방법.The method of claim 11, wherein the forming of the hydrophobic coating layer comprises forming a polymer material layer by plasma polymerization after forming a mask exposing only a target region on an outer surface of the package. 청구항 15에 있어서, 상기 패키지는 투광성 수지 재질의 봉지재를 포함하는 것이며, 상기 타겟 영역은 적어도 상기 봉지재의 외표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 소자 제조방법.The method of claim 15, wherein the package includes an encapsulant made of a light transmissive resin material, and the target region includes at least an outer surface of the encapsulant.
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