KR20100092612A - 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20100092612A
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김경민
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(주)웨이브닉스이에스피
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Abstract

광소자의 발생열을 효과적으로 방출함은 물론 전체적으로 얇은 패키지가 가능하도록, 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고, 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 광소자를 실장하기 위한 실장홈을 형성하고, 실장홈이 형성되지 않는 금속 기판 상에 배선이 형성된 전자회로를 설치하고, 실장홈에 광소자를 실장한 다음 광소자와 전자회로의 배선을 전기적으로 연결하고, 전자회로를 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고, 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법을 제공한다.
방열판, 일체형. 광소자, 패키지, 엘이디, 실장, 방열, 냉각핀

Description

방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법 {Heat Sink Integrated Photonic Device Package Module and Process of The Same}
본 발명은 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방열판을 기판에 일체형으로 형성하므로 광소자의 발생열을 효과적으로 방출하고 얇은 패키지가 가능한 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 엘이디(LED) 등을 비롯한 광소자는 차세대 조명원으로 점차 응용분야가 넓어지고 있다. 그러나 엘이디 등의 광소자에서 발생하는 열로 인하여 효율이 감소되고, 수명이 단축되며, 온도 증가에 따른 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 사이의 다른 파장 변화가 문제로 대두되고 있다. 나아가 엘이디 등의 광소자가 점차 고출력(high power)화 되면서, 발생 열로 인한 문제는 더욱 심각해지고 있다.
따라서 엘이디 등의 광소자에서 발생되는 열을 잘 방출시켜주는 구조가 패키징(packaging) 공정의 핵심적인 부분이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0003037호에는 기판으로 금속 기판을 사용하는 것에 의하여 열 방출 성능을 크게 향상시키고 얇은 패키지가 가능한 금속베이 스 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법에 공개되어 있다.
상기 금속 베이스 광소자 패키지 모듈에 의하면, 두께가 얇은 판형상의 금속 기판을 사용하므로, 광소자의 발생열을 효과적으로 방출하는 것이 가능하다.
상기 금속 베이스 광소자 패키지 모듈의 경우에도 자연적인 열전도나 대류에 의하여 방출할 수 있는 열량보다 광소자의 발열량이 많을 경우에는 이를 보다 효과적으로 배출하기 위하여 별도의 팬을 설치할 필요가 있다.
그런데 별도의 팬을 추가로 설치하는 경우에는 팬 부분이 돌출되므로 전체 시스템의 설치에 있어서 미관에 악영향을 미치고, 조립공정이 복잡해질 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0003037호의 기술을 보완하여 보다 더 방열효율이 크게 향상되고, 방열판을 기판에 일체형으로 형성하므로 광소자의 발생열을 효과적으로 방출함은 물론 전체적으로 얇은 패키지가 가능한 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈은 판형상으로 형성되는 금속 기판과, 상기 금속 기판의 한쪽 면에 실장되는 광소자와, 상기 금속 기판의 광소자가 실장된 반대면의 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되고 바깥쪽 측면에 다수의 냉각핀이 다단으로 형성되는 방열부재를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 금속 기판의 광소자 반대쪽 면에는 상기 방열부재가 형성되지 않는 빈 공간이 형성되며, 이 빈 공간에는 방열팬을 설치하는 것도 가능하다.
상기 방열부재는 상기 금속 기판의 적어도 2개의 모서리로부터 일체로 돌출하여 형성하며, 금속 기판의 모서리 전 둘레에 걸쳐서 일체로 돌출하여 형성하는 것도 가능하다.
본 발명의 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법은 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고, 상기 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 광소자를 실장하기 위한 실장홈을 형성하고, 상기 실장홈이 형성되지 않는 금속 기판 상에 배선이 형성된 전자회로를 설치하고, 상기 실장홈에 광소자를 실장한 다음 광소자와 전자회로의 배선을 전기적으로 연결하고, 상기 전자회로를 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고, 상기 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하여 이루어진다.
또 본 발명의 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법은 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고, 상기 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 배선이 형성된 전자회로를 설치하고, 상기 전자회로 사이의 금속 기판 상에 광소자를 실장한 다음 광소자와 전자회로의 배선을 전기적으로 연결하고, 상기 전자회로를 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고, 상기 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
상기에서 몰딩을 행한 다음 방열부재 사이 공간의 금속 기판에 전자회로를 설치하는 과정을 더 포함하는 것도 가능하다.
그리고 상기 방열부재 사이의 공간에 방열팬을 설치하는 과정을 더 포함하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 광소자에서 발생되는 열을 금속 기판과 일체로 형성되는 방열부재를 통하여 효과적으로 방출하는 것이 가능하며, 방열부재와 금속 기판이 일체로 형성되므로 얇 은 패키지가 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 방열팬을 돌출되지 않은 상태에서 설치하는 것이 가능하므로, 외관에 악영향을 미치지 않으면서 방열효율을 극대화시키는 것이 가능하고, 전체적인 두께를 얇게 유지하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package)도 가능하며, 고집적이 가능하고, 광소자(예를 들면 LED) 어레이 패키지(array package)가 용이하여 쉽게 면광원을 구현하는 것이 가능하다.
다음으로 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제1실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 판형상으로 형성되는 금속 기판(10)과, 상기 금속 기판(10)의 한쪽 면에 실장되는 광소자(30)와, 상기 금속 기판(10)의 광소자(30) 반대쪽 면에 일체로 형성되는 방열부재(20)를 포함하여 이루어진다.
상기 금속 기판(10)에는 광소자(30)를 실장하기 위한 실장홈(12)을 형성한다. 상기 실장홈(12)은 금속 기판(10)의 일부를 제거하는 것에 의하여 형성된다.
상기 실장홈(12)의 벽면은 수직면으로 형성하는 것도 가능하지만, 상기 광소자(30)에서 주사되는 빛을 전방으로 유효하게 반사시키도록 경사면으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 실장홈(12)은 드릴링 등의 기계적 가공으로 형성하는 것도 가능하고, 화학적 식각 등을 이용하여 형성하는 것도 가능하다.
상기 실장홈(12)의 벽면은 광소자(30)에서 주사되는 빛의 반사효율이 높게 유지되도록 경면(거울면)으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 광소자(30)로는 엘이디(LED), 유기 이엘(EL), 레이저 다이오드(LD) 등의 다양한 반도체 소자가 사용 가능하다.
상기 금속 기판(10)의 상면(상기 방열부재(20)의 반대쪽 면)에는 배선(42)이 형성되는 전자회로(40)가 설치된다.
상기 전자회로(40)는 PCB 등을 이용하여 구현하는 것이 가능하고, 필요에 따라 반도체 부품을 실장하는 것도 가능하다.
상기 전자회로(40)는 에폭시 등의 접착제(48)를 이용하여 금속 기판(10)에 부착 설치된다.
상기에서는 전자회로(40)를 접착제(48)를 이용하여 설치하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 볼트나 작은나사, 홈과 돌기, 걸림턱을 이용한 탄성결합 등의 다양한 결합방식을 적용하여 실시하는 것이 가능하다.
상기 전자회로(40)의 상면에는 보호덮개(50)를 설치하여 파손이나 손상을 방지하는 것이 바람직하다.
상기에서 보호덮개(50)는 에폭시 등의 접착제를 이용하여 전자회로(40)의 상면에 일체로 고정 설치한다.
상기 보호덮개(50)는 상기 광소자(30)에서 주사된 빛 및 상기 실장홈(12)의 벽면에서 반사된 빛의 진행방향을 차폐하지 않도록 상기 실장홈(12)의 모서리로부터 일정 간격을 두고 설치하는 것이 바람직하다.
상기 광소자(30)의 전극(32)과 상기 전자회로(40)의 배선(42)은 본딩와이어(38) 등을 이용하여 서로 전기적으로 연결한다.
그리고 상기 광소자(30)와 본딩와이어(38) 등을 보호하기 위하여 상기 실장홈(12)의 내부를 몰딩재료로 채워서 몰딩층(60)을 형성한다.
상기 몰딩층(60)을 형성하기 위한 몰딩재료로는 EMC(Encapsulated Molding Compound) 또는 다양한 합성수지가 사용가능하며, 바람직하게는 상기 광소자(30)에서 주사된 빛의 광효율이 저하되지 않도록 투명재질의 수지를 사용하는 것이 좋다.
상기 방열부재(20)는 상기 금속 기판(10)의 광소자(30)가 실장된 반대면의 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성된다.
상기 방열부재(20)는 상기 금속 기판(10)의 적어도 2개의 모서리로부터 일체로 돌출하여 형성한다.
상기 방열부재(20)는 상기 금속 기판(10)의 모서리 전 둘레에 걸쳐서 일체로 돌출하여 형성하는 것도 가능하다.
그리고 상기 방열부재(20)의 바깥쪽 측면에는 다수의 냉각핀(22)이 다단으로 형성된다.
상기 방열부재(20)는 금속 기판(10)을 제작하기 위한 금속 판재의 한쪽면을 기계적으로 가공하거나 화학적 식각하여 형성하는 것도 가능하고, 금속 기판(10)과 일체로 주조나 다이캐스팅 등의 방법을 사용하여 형성하는 것도 가능하다.
그리고 상기 금속 기판(10)의 광소자(30) 반대쪽 면에는 상기 방열부재(20)가 형성되지 않는 빈 공간(28)이 형성된다.
상기 빈 공간(28)에는 상기 광소자(30)로부터 발생되는 열을 보다 효과적으로 방출할 수 있도록 방열팬(80)을 설치한다.
그리고 필요할 경우에는 상기 금속 기판(10)의 광소자(30) 반대쪽 면에도 전자회로(41)를 설치하는 것도 가능하다.
상기 전자회로(41)는 빈 공간(28)에 배치하여 설치한다.
상기 전자회로(41)는 접착제를 이용하여 설치하는 것도 가능하고, 볼트나 작은나사, 홈과 돌기, 탄성을 갖는 걸림턱 등의 다양한 방식을 이용하여 결합 설치하는 것이 가능하다.
상기와 같이 상기 금속 기판(10)의 상면과 하면에 각각 전자회로(40), (41)를 설치하는 경우에는 상면의 전자회로(40)와 하면의 전자회로(41)를 서로 전기적으로 연결하기 위한 스루홀(19)을 형성하는 것도 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제2실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 금속 기판(10)을 기계 가공하거나 화학적 식각하여 광소자(30)를 실장하기 위한 실장홈(12)을 형성하지 않고, 금속 기판(10)의 상면에 바로 광소자(30)를 실장한다.
상기 광소자(30)가 실장된 주위로 전자회로(40)와 보호덮개(50)를 설치하는 것에 의하여 실장홈(13)이 형성된다.
상기에서 보호덮개(50)는 실장홈(13)을 형성하는 벽면을 경사면으로 형성하여 광소자(30)에서 주사된 빛이 효과적으로 반사되어 전방으로 진행하도록 구성한다.
상기 보호덮개(50)의 실장홈(13)을 형성하는 경사면의 벽면에는 빛의 반사효율을 향상시키기 위하여 반사층(52)을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 반사층(52)은 금속(예를 들면 은이나 알루미늄 등)을 코팅한다. 예를 들면, 금속을 증착하거나 도금, 인쇄 등의 방법을 사용하여 반사층(52)을 형성하는 것이 가능하다.
상기 실장홈(13)의 내부에도 몰딩재료를 이용하여 몰딩층(60)을 형성하는 것이 가능하다.
상기에서 보호덮개(50)의 벽면에 반사층(52)을 형성할 때에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 배선(42)과의 단락(short)을 방지하기 위하여 역경사면(55)을 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 역경사면(55)을 형성하게 되면, 반사층(52)과 배선(42)이 직접 연결되지 않고 이격된 상태가 유지되므로, 단락을 방지하는 것이 가능하다.
상기한 제2실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제3실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 제1실시예에 있어서 금속 기판(10)의 상면에 전자회로(40)를 설치하지 않고, 금속 기판(10)의 상면에 산화막(70)을 형성한 다음, 상기 산화막(70) 위에 배선(42)을 형성하여 이루어진다.
상기에서 실장홈(12)은 산화막(70)과 금속 기판(10)의 일부를 제거하는 것에 의하여 형성된다.
또 상기 배선(42) 위에 보호덮개(50)를 설치한다.
상기한 제3실시예의 경우에도 금속 기판(10)의 하면에 전자회로(41)를 설치하는 경우, 상기 배선(42)과 전자회로(41)를 서로 전기적으로 연결하기 위한 스루홀(19)을 형성하는 것도 가능하다.
상기한 제3실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제4실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기한 제2실시예에 있어서 금속 기판(10)의 상면에 전자회로(40)를 설치하지 않고, 금속 기판(10)의 상면에 산화막(70)을 형성한 다음, 상기 산화막(70) 위에 배선(42)을 형성하고, 보호덮개(50)를 설치하여 이루어진다.
상기 보호덮개(50)에는 실장홈(13)이 형성된다. 즉 상기 보호덮개(50)에 의하여 상기 광소자(30)가 실장되는 실장홈(13)이 형성된다.
상기한 제4실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예 및 제2실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제5실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기한 제1실시예에 있어서 금속 기판(10)의 하면에 설 치되는 전자회로(41)를 방열부재(20)에 의하여 형성되는 빈 공간(28)에 설치하지 않고, 방열부재(20)의 저면에 배치하여 설치한다.
예를 들면, 전자회로(41)의 크기가 커지는 경우에는 공간(28)이 충분하지 않을 수 있으므로, 방열부재(20)의 저면으로 이동시켜 전자회로(41)를 설치하는 것도 가능하다.
상기한 제1실시예 내지 제4실시예에 있어서 상기 전자회로(41)는 필요에 따라 원하는 위치로 이동하여 설치하는 것이 가능하다.
다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제1실시예 내지 제5실시예를 제조하는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제1실시예는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 금속 기판(10)을 준비하는 단계(S10)와, 실장홈(12)을 형성하는 단계(S20)와, 전자회로(40)를 설치하는 단계(S30)와, 광소자(30)를 실장하는 단계(S40)와, 보호덮개(50)를 설치하는 단계(S50)와, 몰딩을 행하는 단계(S60)를 포함하여 이루어진다.
상기 금속 기판(10)을 준비하는 단계(S10)에서의 금속 기판(10)에는 바깥쪽 측면에 다단으로 다수의 냉각핀(22)이 형성되는 방열부재(20)가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성된다.
상기 방열부재(20)는 금속 기판(10)을 제작하기 위한 금속 판재의 한쪽면을 기계적으로 가공하거나 화학적 식각하여 형성하는 것도 가능하고, 금속 기판(10)과 일체로 주조나 다이캐스팅 등의 방법을 사용하여 형성하는 것도 가능하다.
그리고 상기 방열부재(20)를 금속 기판(10)의 모서리를 따라 돌출하여 형성하는 것에 의하여, 상기 금속 기판(10)의 광소자(30) 반대쪽 면에는 상기 방열부재(20)가 형성되지 않는 빈 공간(28)이 형성된다.
상기 실장홈(12)을 형성하는 단계(S20)에서는 상기 금속 기판(10)의 방열부재(20) 반대쪽 면에 광소자(30)를 실장하기 위한 실장홈(12)을 형성한다. 즉 금속 기판(10)의 일부를 제거하는 것에 의하여 실장홈(12)을 형성한다.
상기 실장홈(12)은 벽면을 수직면으로 형성하는 것도 가능하지만, 상기 광소자(30)에서 주사되는 빛을 전방으로 유효하게 반사시키도록 경사면으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 실장홈(12)은 드릴링 등의 기계적 가공으로 형성하는 것도 가능하고, 화학적 식각 등을 이용하여 형성하는 것도 가능하다.
상기 실장홈(12)의 벽면은 광소자(30)에서 주사되는 빛의 반사효율이 높게 유지되도록 경면(거울면)으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 실장홈(12)을 형성하는 단계(S20)에서는 상기 금속 기판(10)의 상면과 하면에 설치되는 전자회로(40), (41)를 서로 전기적으로 연결하기 위한 스루홀(19)을 드릴링 등의 기계적 방법이나 화학적 식각 등을 이용하여 형성하는 것도 가능하다.
상기 전자회로(40)를 설치하는 단계(S30)에서는 상기 실장홈(12)이 형성되지 않는 금속 기판(10) 상에 배선(42)이 형성된 전자회로(40)를 설치한다.
상기 전자회로(40)에는 필요에 따라 반도체 부품 등이 실장되는 것도 가능하다.
상기 전자회로(40)로는 인쇄회로기판(PCB) 등을 이용하는 것도 가능하다.
상기 전자회로(40)는 에폭시 등의 접착제(48)를 사용하여 설치하는 것도 가능하고, 볼트나 작은나사 등의 각종 결합방법을 적용하여 설치하는 것도 가능하다.
상기 광소자(30)를 실장하는 단계(S40)에서는 상기 실장홈(12)에 광소자(30)를 광소자(30)와 전자회로(40)의 배선(42)을 전기적으로 연결한다.
상기 광소자(30)는 접착제 등을 이용하여 상기 금속 기판(10)의 실장홈에 실장한다.
상기 광소자(30)의 전극(32)과 전자회로(40)의 배선(42)은 본딩와이어(38)를 이용하여 서로 전기적으로 연결한다.
상기 보호덮개(50)를 설치하는 단계(S50)에서는 상기 전자회로(40)를 보호하기 위하여 보호덮개(50)를 전자회로(40) 위쪽에 설치한다.
상기 보호덮개(50)는 합성수지나 금속 등을 이용하여 형성하고, 에폭시 등의 접착제를 이용하여 부착 설치한다.
상기 보호덮개(50)는 접착제 이외에도 볼트나 작은나사 등의 각종 결합방법을 적용하여 설치하는 것도 가능하다.
상기 몰딩을 행하는 단계(S60)에서는 몰딩재료를 상기 실장홈(12)의 내부에 채우는 것에 의하여 상기 광소자(30)를 보호하기 위한 몰딩층(60)을 형성한다.
상기 몰딩층(60)은 볼록렌즈와 같이 위쪽으로 볼록하게 형성하는 것도 가능 하고, 상기 보호덮개(50)와 동일하게 평면으로 형성하는 것도 가능하고, 오목렌즈와 같이 아래쪽으로 오목하게 형성하는 것도 가능하다.
상기 몰딩층(60)은 광소자(30)와 함께 본딩와이어(38)까지 보호하도록 형성하며, 본딩와이어(38)와 배선(42)의 연결부분까지 완전하게 보호가 이루어지도록 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 몰딩을 행하는 단계(S60) 이후에 방열팬(80)을 설치하는 단계(S70)를 더 수행하는 것도 가능하다.
상기 방열팬(80)을 설치하는 단계(S70)에서는 상기 방열부재(20) 사이 공간(28)의 금속 기판(10)에 전자회로(41)도 설치하는 것도 가능하다.
상기 전자회로(41)는 구동회로(예를 들면 컨버터 및 구동 드라이버 등)가 형성되는 인쇄회로기판(PCB) 등으로 이루어진다.
상기 전자회로(41)는 상기 금속 기판(10) 상면에 설치되는 전자회로(40)와 스루홀(19)을 통하여 서로 전기적으로 연결되도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 방열팬(80)은 상기 방열부재(20) 사이의 공간(28)에 설치한다.
상기에서 방열팬(80)을 상기 방열부재(20) 사이에 매립되도록 설치하게 되면, 방열팬(80)이 설치되는 높이만큼의 두께를 절감하는 것이 가능하고, 전체적인 높이를 얇게 형성하는 것이 가능하다.
상기와 같이 방열팬(80)을 설치하게 되면, 상기 금속 기판(10) 및 방열부재(20)의 열방출이 보다 효과적으로 이루어지고, 방열효율이 크게 향상된다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제2 실시예는 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 금속 기판(10)을 준비하는 단계(S10) 이후에 실장홈(12)을 형성하는 단계(S20)를 수행하지 않고, 상기 금속 기판(10)의 방열부재(20) 반대쪽 면에 배선(42)이 형성된 전자회로(40)를 설치하는 단계(S30)로 진행한다.
즉 별도로 실장홈(12)을 형성하지 않고, 전자회로(40)와 보호덮개(50)를 이용하여 실장홈(13)을 형성한다.
상기 보호덮개(50)는 반사면이 형성되도록 광소자(30)가 실장되는 쪽의 벽면(실장홈(13)을 구성하는 벽면)을 경사면으로 형성한다.
상기에서 보호덮개(50)를 제작하는 과정에서 벽면을 경사면으로 형성함은 물론, 반사효율을 높이기 위하여 경사면에 금속 코팅을 실시하여 반사층(52)을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 반사층(52)은 은 또는 알루미늄 등의 금속을 증착하거나 도금, 인쇄하는 등의 방법으로 금속 코팅을 행하여 형성하는 것이 가능하다.
상기한 제2실시예에 있어서는 금속 기판(10)에 전자회로(40)를 설치하는 단계(S30) 이후에, 광소자(30)를 실장하는 단계(S40), 보호덮개(50)를 설치하는 단계(S50), 몰딩을 행하는 단계(S60), 방열팬(80)을 설치하는 단계(S70)를 차례로 진행한다.
상기한 제2실시예에 있어서도 실장홈(12)을 형성하지 않는 것 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 과정과 공정으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제3실시예는 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기한 제1실시예에 있어서 금속 기판(10)을 준비하는 단계(S10) 이후에, 방열부재(20) 반대쪽 면에 산화막(70)을 형성하는 단계(S12)와, 산화막(70) 위에 배선(42)을 형성하는 단계(S14)를 진행한다.
상기 산화막(70)은 양극산화방법 등을 이용하여 형성하는 것이 가능하다.
상기에서 산화막(70)과 금속 기판(10)의 일부를 동시에 제거하는 것에 의하여 실장홈(12)을 형성한다.
상기 배선(42)은 도전재료를 이용하여 스크린 프린팅 또는 도금 등의 다양한 방법을 적용하여 소정의 패턴으로 형성한다.
그리고 상기 배선(42)을 형성하는 단계(S14) 이후에, 실장홈(12)을 형성하는 단계(S20), 광소자(30)를 실장하는 단계(S40), 보호덮개(50)를 설치하는 단계(S50), 몰딩을 행하는 단계(S60), 방열팬(80)을 설치하는 단계(S70)를 차례로 진행한다.
즉 상기한 제1실시예와 달리 상기 배선(42)을 산화막(70) 위에 직접 형성하였기 때문에, 전자회로(40)를 설치하는 단계(S30)를 생략한다.
상기한 제3실시예에 있어서도 산화막(70)을 형성하고 배선(42)을 산화막(70) 위에 형성하면서 전자회로(40)를 설치하지 않는 것 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 과정과 공정으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제4실시예는 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기한 제3실시예와 마찬가지로 금 속 기판(10)을 준비하는 단계(S10) 이후에, 방열부재(20) 반대쪽 면에 산화막(70)을 형성하는 단계(S12)와, 산화막(70) 위에 배선(42)을 형성하는 단계(S14)를 진행한다.
상기에서는 보호덮개(50)에 의해서 실장홈(13)이 형성된다.
상기 배선(42)을 형성하는 단계(S14) 이후에는 상기한 제2실시예에 있어서 전자회로(40)를 설치하는 단계(S30)를 생략하고 광소자(30)를 실장하는 단계(S40), 보호덮개(50)를 설치하는 단계(S50), 몰딩을 행하는 단계(S60), 방열팬(80)을 설치하는 단계(S70)를 차례로 진행한다.
상기한 제4실시예에 있어서도 상기한 과정 이외에는 상기한 제1실시예 내지 제3실시예의 과정과 공정을 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기에서는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제2실시예에 있어서 보호덮개의 구성을 나타내는 부분확대 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제3실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제4실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈의 제5실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 9는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제 2실시예를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 11은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제3실시예를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제3실시예를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 13은 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제4실시예를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명에 따른 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법의 제4실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

Claims (17)

  1. 판형상으로 형성되는 금속 기판과,
    상기 금속 기판의 한쪽 면에 실장되는 광소자와,
    상기 금속 기판의 광소자가 실장된 반대면의 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되고 바깥쪽 측면에 다수의 냉각핀이 다단으로 형성되는 방열부재를 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 기판의 광소자 반대쪽 면에는 상기 방열부재가 형성되지 않는 빈 공간이 형성되며, 이 빈 공간에 설치되는 방열팬을 더 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 금속 기판의 적어도 2개의 모서리로부터 일체로 돌출하여 형성하고,
    상기 방열부재의 바깥쪽 측면에는 다수의 냉각핀이 다단으로 형성되는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 기판에는 상기 광소자가 실장되는 실장홈이 형성되고,
    상기 실장홈의 벽면은 경사면으로 형성되는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 기판의 상면에는 배선이 형성되는 전자회로가 설치되고,
    상기 전자회로의 상면에는 보호덮개를 설치하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 기판의 상면에 산화막이 형성되고,
    상기 산화막 위에 배선이 형성되며,
    상기 산화막의 위에는 배선을 보호하기 위한 보호덮개를 설치하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 보호덮개에는 상기 광소자가 실장되는 실장홈이 형성되고,
    상기 보호덮개의 실장홈이 형성되는 벽면은 경사면으로 형성되며,
    상기 경사면에는 금속 코팅에 의하여 반사층이 형성되는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보호덮개의 벽면 경사면의 하단부에는 역경사면을 형성하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  9. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 광소자의 전극과 상기 배선은 본딩와이어를 이용하여 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 광소자와 본딩와이어를 보호하기 위하여 상기 실장홈의 내부를 몰딩재료로 채워서 몰딩층을 형성하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  10. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 금속 기판의 하면쪽 면에도 전자회로를 설치하고,
    상기 금속 기판 상면의 배선과 하면의 전자회로를 전기적으로 연결하기 위한 스루홀을 형성하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈.
  11. 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고,
    상기 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 금속 기판의 일부를 제거하여 광소자를 실장하기 위한 실장홈을 형성하고,
    상기 실장홈이 형성되지 않는 금속 기판 상에 배선이 형성된 전자회로를 설치하고,
    상기 실장홈에 광소자를 실장한 다음 광소자와 전자회로의 배선을 전기적으로 연결하고,
    상기 전자회로를 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고,
    상기 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
  12. 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고,
    상기 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 배선이 형성된 전자회로를 설치하고,
    상기 전자회로 사이의 금속 기판 상에 광소자를 실장한 다음 광소자와 전자회로의 배선을 전기적으로 연결하고,
    상기 전자회로를 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고,
    상기 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
  13. 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고,
    상기 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 산화막을 형성하고,
    상기 산화막 위에 배선을 형성하고,
    상기 산화막과 금속 기판의 일부를 제거하여 광소자를 실장하기 위한 실장홈을 형성하고,
    상기 실장홈에 광소자를 실장한 다음 광소자와 배선을 전기적으로 연결하고,
    상기 배선을 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고,
    상기 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
  14. 바깥쪽 측면에는 다단으로 다수의 냉각핀이 형성되는 방열부재가 모서리를 따라 일체로 돌출하여 형성되는 금속 기판을 준비하고,
    상기 금속 기판의 방열부재 반대쪽 면에 산화막을 형성하고,
    상기 산화막 위에 배선을 형성하고,
    상기 배선 사이의 금속 기판 상에 광소자를 실장한 다음 광소자와 배선을 전기적으로 연결하고,
    상기 배선을 보호하기 위한 보호덮개를 설치하고,
    상기 광소자를 보호하기 위한 몰딩을 행하는 과정을 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
  15. 청구항 12 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 보호덮개는 반사면이 형성되도록 광소자가 실장되는 쪽의 벽면을 경사면으로 형성하고,
    상기 보호덮개의 경사면에 금속 코팅을 실시하여 반사층을 형성하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
  16. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한항에 있어서,
    상기 몰딩을 행한 다음 상기 금속 기판의 방열부재쪽에 전자회로를 설치하는 과정을 더 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
  17. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한항에 있어서,
    상기 몰딩을 행한 다음 상기 상기 방열부재 사이의 공간에 방열팬을 설치하는 과정을 더 포함하는 방열구조 일체형 광소자 패키지 모듈 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016190705A1 (ko) * 2015-05-27 2016-12-01 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지, 차량용 조명 및 그 제조 방법

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