KR20110064462A - Stacking type led and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수의 기판이 적층되어 형성되는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 각각의 패키지마다 독립적으로 열을 방출하는 구조를 취함으로써 방열효과를 보장하고 제한된 면적에 다수의 패키지를 쌓는 구조를 취함으로써 단위면적당 광선속밀도를 높일 수 있는 발광다이오드 패키지에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode package formed by stacking a plurality of substrates and a method of manufacturing the same, and having a structure that emits heat independently for each package, thereby ensuring a heat dissipation effect and stacking a plurality of packages in a limited area. The present invention relates to a light emitting diode package capable of increasing a light beam density per unit area by taking a structure.
최근, 지구환경의 온난화와 화석연료의 고갈 등의 문제로 인해 친환경 녹색기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 친환경 기술의 대표적인 예로는 태양전지, 전기자동차, 풍력발전설비 등을 들 수 있으며, 특히 조명분야와 관련하여 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 및 발광다이오드 패키지를 이용한 어플리케이션에 관한 개발과 연구가 급속도로 진행되고 있다. Recently, due to problems such as global warming and depletion of fossil fuel, research on eco-friendly green technology has been actively conducted. Representative examples of such eco-friendly technologies include solar cells, electric vehicles, and wind power generation facilities. In particular, in the lighting field, development and research on applications using light emitting diodes and light emitting diode packages are rapidly progressing. It's going on.
발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 반도체의 P-N접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 빛에 너지를 방출하는 반도체소자로서, i) 종래의 광원에 비해 소형이고 ii) 수명이 길며 iii) 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 발광효율이 높고 iv) 저전력을 소모하기 때문에, 자동차 계기류의 표시소자, 자동차의 전조등, 가로등, 어선의 집어등, 광통신용 광원 등 가정용 조명기구에서 산업용 조명기구에 이르기까지 거의 모든 분야에서 LED광원으로 조명용 기구를 대체해 나가고 있다. A light emitting diode (LED) is a semiconductor device that generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a PN junction structure of a semiconductor, and emits energy by recombination thereof. I) A conventional light source. Compared to small size, ii) longer lifespan, iii) high luminous efficiency because electric energy is directly converted to light energy, and iv) low power consumption, display device of automobile instrument, headlight of automobile, street lamp, fishing boat, light communication In almost all fields, from home lighting fixtures to industrial lighting fixtures, such as lighting sources, LED lighting sources are being replaced.
상기와 같은 표시장치 및 조명장치 등의 어플리케이션에 발광 다이오드를 적용하기 위하여, 이들에 장착되고 사용되기 용이한 다양한 구조의 발광다이오드 패키지가 개발되고 있다. 또한, 다수의 발광다이오드 패키지를 이용하여 어플리케이션을 형성하기 위해서 인쇄회로기판(Printed Circuit Borad; PCB)에 다수의 발광다이오드 패키지를 실장하여 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. In order to apply light emitting diodes to applications such as display devices and lighting devices, light emitting diode packages having various structures that are easily mounted and used therein have been developed. In addition, research is being actively conducted to mount and utilize a plurality of light emitting diode packages on a printed circuit board (PCB) to form an application using a plurality of light emitting diode packages.
다만, 발광다이오드는 발광효율이 높은 만큼 발열량도 상당하여, 발광다이오드 패키지에는 칩의 열을 외부로 방출시킬 수 있는 방열수단이 필수적으로 구비되어야 하는데 만일 발광다이오드 패키지에 적절한 방열수단이 마련되지 않을 경우에는, 발광다이오드 칩의 온도가 너무 높아져 칩 자체 또는 패키징 수지가 열화하게 되고, 결국 발광효율의 저하와 칩의 단수명화를 초래하게 된다. However, since the light emitting diode has a high light emitting efficiency, the heat generation amount is also considerable, and the light emitting diode package must be provided with heat dissipation means capable of dissipating chip heat to the outside. In this case, the temperature of the light emitting diode chip is so high that the chip itself or the packaging resin deteriorates, resulting in a decrease in luminous efficiency and shortening of the chip life.
특히, 제한된 공간내에 다수의 패키지를 적층해서 형성되는 적층형 발광다이오드 패키지의 경우, 다수의 발광다이오드에서 발생되는 열에 의해 패키지 상호간 열의 상호작용이 일어나 칩의 온도가 높아지는 문제점이 있어서, 결국 기판 자체를 넓게 형성하여 방열구조를 취할 수 밖에 없어서, 발광다이오드 패키지가 적용되는 각종 응용 시스템의 구조가 대형화될 수밖에 없는 문제점이 있었다.In particular, in the case of a stacked light emitting diode package formed by stacking a plurality of packages in a limited space, thermal interaction between the packages occurs due to heat generated from the plurality of light emitting diodes, resulting in a high temperature of the chip, thereby widening the substrate itself. Since the formation of heat dissipation is inevitable, the structure of various application systems to which the light emitting diode package is applied has to be enlarged.
따라서, 적층형 발광다이오드 패키지에 있어서, i) 다수의 패키지 사이에 열의 상호작용이 일어나지 않도록 하는 방열구조를 취하고, ii) 제한된 면적내에서 패키지를 적층하더라도 방열효과에 문제가 없는 패키지를 구성하여, iii) 발광다이오드 패키지가 적용되는 각종 시스템의 소형화를 도출해낼 수 있는 적층형 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법이 요구되고 있다. Accordingly, in the stacked light emitting diode package, i) take a heat dissipation structure to prevent heat interaction between a plurality of packages, and ii) configure a package having no heat dissipation effect even when laminating the package within a limited area, and iii There is a need for a stacked light emitting diode package capable of achieving miniaturization of various systems to which the light emitting diode package is applied and a manufacturing method thereof.
본 발명은 적층형 발광다이오드 패키지에 있어서, 각각의 단위패키지마다 독립적인 방열구조를 형성함으로써, 패키지 상호간 열의 상호작용을 방지하여 패키지의 안정성을 담보하고, 신속하고 효율적인 방열효과를 보장하는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다. The present invention provides a stacked light emitting diode package, by forming an independent heat dissipation structure for each unit package, to prevent the interaction of heat between the packages to ensure the stability of the package, and to ensure fast and efficient heat dissipation effect and The purpose is to provide a manufacturing method.
또한, 본 발명은 각각의 패키지마다 독립적인 방열구조를 취함으로써, 제한된 면적에 보다 다수의 패키지를 형성할 수 있도록 하여 i) 패키지 제작비용을 절감하고, ii) 단위면적당 광선속밀도가 극대화되는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 또다른 목적이 있다. In addition, the present invention by taking an independent heat dissipation structure for each package, it is possible to form a plurality of packages in a limited area, i) reducing the package manufacturing cost, ii) light emitting diode maximizing the beam flux density per unit area Another object is to provide a package and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명에 의하여 제한된 면적에 다수의 패키지를 적층하여 형성할 수 있으므로 iii) 발광다이오드 패키지가 적용되는 다양한 응용 어플리케이션(Application)이 소형화와 iv) 응용 어플리케이션의 설치 및 제작비용을 절감하는데 또다른 목적이 있다. In addition, since the present invention can be formed by stacking a plurality of packages in a limited area iii) various applications to which the light emitting diode package is applied can be miniaturized and iv) to reduce the installation and manufacturing costs of the application application. There is a purpose.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 복수의 기판이 적 층되어 형성되는 발광다이오드 패키지에 있어서, 제 1단 패키지 방열판, 상기 제 1단 패키지 방열판의 외부에 형성되는 제 1단 패키지 절연층 및 상기 제 1단 패키지 절연층의 상부와 측단의 소정영역에 증착되며 구리(Cu)로 이루어지는 제 1단 패키지 도전막을 구비하는 제 1단 기판(Substrate); 상기 제 1단 기판의 하부면 또는 측면에 형성되고, 방열핀을 구비하는 방열판; 상기 제 1단 기판의 소정영역 상에 적층되는 제 1발광다이오드(Light Emitting Diode); 상기 제 1단 기판의 양측단에 적층되는 적어도 두 개 이상의 범프(Bump)층; 상기 범프층상에 적층되며, 제 2단 패키지 절연층과 상기 제 2단 패키지 절연층의 상부 및 측단의 소정영역에 증착되는 구리(Cu)로 이루어지는 제 2단 패키지 도전막을 구비하되, 상기 제 1단 기판의 상부면적보다 작게 형성되는 제 2단 기판; 상기 제 2단 기판상에 적층되는 적어도 두 개 이상의 제 2발광다이오드; 및 상기 제 2단 기판 및 상기 방열핀을 구비하는 방열판을 연결하여 상기 제 2발광다이오드에서 발생한 열을 상기 방열판으로 전달하는 열전달체; 를 포함하는 적층형 발광다이오드 패키지를 제공한다. In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention, in the light emitting diode package formed by stacking a plurality of substrates, the first stage package heat sink, the first stage package formed on the outside of the first stage package heat sink A first stage substrate (Substrate) having an insulating layer and a first stage package conductive film deposited on a predetermined region of the upper and side ends of the first stage package insulating layer and made of copper (Cu); A heat dissipation plate formed on a lower surface or a side surface of the first end substrate and having a heat dissipation fin; A first light emitting diode stacked on a predetermined region of the first end substrate; At least two bump layers stacked on both ends of the first substrate; A second stage package conductive layer formed on the bump layer and having a second stage package insulating layer and a second stage package conductive layer formed of copper (Cu) deposited on a predetermined region at upper and side ends of the second stage package insulating layer, wherein the first stage A second stage substrate formed smaller than an upper area of the substrate; At least two second light emitting diodes stacked on the second stage substrate; And a heat transfer member connecting the heat dissipation plate including the second stage substrate and the heat dissipation fins to transfer heat generated from the second light emitting diode to the heat dissipation plate. It provides a stacked light emitting diode package comprising a.
본 발명에서, 상기 제 1단 패키지 절연층 또는 제 2단 패키지 절연층은, 3 W/mK 내지 5000W/mK의 열전도도를 갖는 물질을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. In the present invention, the first-stage package insulating layer or the second-stage package insulating layer includes a stacked light emitting diode package, characterized in that formed using a material having a thermal conductivity of 3 W / mK to 5000 W / mK. .
본 발명에서 상기 1단 패키지 절연층 또는 제 2단 패키지 절연층은, 그 하부면이 구리(Cu)층 또는 알루미늄(Al)층으로 형성되고, 상기 하부면의 상부에 니켈(Ni) 도금막 이 증착되고, 상기 니켈도금막의 상부에 금(Au), 은(Ag) 또는 주석(Sn) 중에서 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어지는 층이 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. In the present invention, the single-stage package insulating layer or the second-stage package insulating layer, the lower surface is formed of a copper (Cu) layer or aluminum (Al) layer, the nickel (Ni) plated film on the upper surface of the lower surface And a layered light emitting diode package formed by depositing a layer made of any one material selected from gold (Au), silver (Ag), and tin (Sn) on the nickel plated film.
본 발명에서 상기 제 1단 기판 및 제 2단기판 사이에 공기(Air)층이 형성되도록 상기 제 1단 기판과 제 2단기판을 범프층을 이용하여 접합시키는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a laminate type light emitting diode package is formed by bonding the first end substrate and the second end substrate using a bump layer so that an air layer is formed between the first and second end substrates. Include.
본 발명에서 상기 범프층은, 0.03 W/mK 내지 0.3W/mK의 열전도도를 갖는 물질을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다.In the present invention, the bump layer includes a stacked light emitting diode package, which is formed using a material having a thermal conductivity of 0.03 W / mK to 0.3 W / mK.
본 발명에서 상기 제 2단 기판은, 제 1발광다이오드에서 발생되는 빛이 트랩(Trap)되지 않도록 제 1발광다이오드를 향한 단면의 끝단이 삼각형 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. In the present invention, the second end substrate includes a stacked LED package, characterized in that the end of the cross-section toward the first light emitting diode is formed in a triangular shape so that light generated in the first light emitting diode is not trapped. do.
본 발명은 상기 제 2발광다이오드의 하부면에 수평방향으로 1,000 W/mK 내지 5,000W/mK의 열전도도를 가지는 물질로 형성되는 열전달층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. The present invention includes a stacked LED package further comprising a heat transfer layer formed of a material having a thermal conductivity of 1,000 W / mK to 5,000 W / mK in the horizontal direction on the lower surface of the second light emitting diode. .
본 발명은 상기 범프층의 외부면 및 제 2단 패키지 절연층의 소정영역에 수평방향으로 1,000 W/mK 내지 5,000W/mK의 열전도도를 가지는 물질을 이용하여 코팅하고, 수평방향의 방열핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. The present invention is coated with a material having a thermal conductivity of 1,000 W / mK to 5,000 W / mK in the horizontal direction on the outer surface of the bump layer and the predetermined region of the second-stage package insulating layer, further comprising a heat radiation fin in the horizontal direction It includes a stacked light emitting diode package, characterized in that provided.
본 발명에서 상기 열전달층의 구성물질 또는 상기 범프층의 코팅물질은, 카본 나노 튜브(CNT)로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. In the present invention, the constituent material of the heat transfer layer or the coating material of the bump layer includes a stacked light emitting diode package, characterized in that formed of carbon nanotubes (CNT).
본 발명은 상기 제 1 발광다이오드 내지 상기 제 2발광다이오드의 상부를 커버하는 전반사렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지를 포함한다. The present invention includes a stacked light emitting diode package further comprising a total reflection lens covering an upper portion of the first to second light emitting diodes.
본 발명은 적층형 발광다이오드 패키지의 제작방법에 있어서, 방열판의 상부 및 측면의 소정영역에 제 1단 패키지 방열판, 제 1단 패키지 절연층 및 제 1단 패키지 도전막을 구비하는 제 1기판을 적층하는 단계; 상기 제 1단 기판상의 소정영역에 제 1발광다이오드를 적층하고 봉지제를 형성하는 단계; 상기 제 1단 기판의 양측단의 소정영역상에 적어도 두 개 이상의 범프층을 형성하는 단계; 상기 범프층상에, 제 2단 패키지 절연층과, 상기 제 2단 패키지 절연층의 상부 및 측단의 소정영역에 증착되는 제 2단 패키지 도전막을 구비하는 제 2단 기판을 적층하는 단계; 상기 제 2단 기판상에 적어도 두 개 이상의 제 2발광다이오드를 적층하고 봉지제를 형성하는 단계; 및 상기 방열핀을 구비하는 방열판과 상기 제 2단 기판을 연결하는 열전달체를 형성하는 단계;를 포함하는 적층형 발광다이오드 패키지의 제조방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, a method of manufacturing a stacked LED package includes stacking a first substrate including a first stage package heat sink, a first stage package insulating layer, and a first stage package conductive layer on predetermined regions of upper and side surfaces of the heat sink. ; Stacking a first light emitting diode in a predetermined region on the first substrate and forming an encapsulant; Forming at least two bump layers on predetermined regions at both ends of the first end substrate; Stacking a second stage substrate having a second stage package insulating layer on the bump layer and a second stage package conductive film deposited on predetermined regions of upper and side ends of the second stage package insulating layer; Stacking at least two second light emitting diodes on the second stage substrate and forming an encapsulant; And forming a heat transfer member to connect the heat dissipation plate having the heat dissipation fin and the second end substrate to each other.
본 발명은 상기 제 2단 기판의 적층단계 후에, 상기 범프층의 외부면 및 상기 제 2단 패키지 절연층의 측면부에 수평방향으로 카본 나노 튜브(CNT)를 이용하여 코팅하는 단계; 상기 코딩된 범프층 및 제 2단 패키지 절연층의 측면부에 수평방향으로 방열핀을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지의 제조방법을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, after the laminating step of the second stage substrate, coating the outer surface of the bump layer and the side surface portion of the second stage package insulating layer using carbon nanotubes (CNT) in a horizontal direction; And forming heat dissipation fins in a horizontal direction on the side surfaces of the coded bump layer and the second stage package insulating layer.
본 발명은 상기 제 2단 기판의 적층단계 후에, 상기 제 2단 기판의 소정영역 상에 열전달층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지의 제조방법을 포함한다. The present invention includes a method of manufacturing a stacked light emitting diode package further comprising the step of laminating a heat transfer layer on a predetermined region of the second stage substrate after the lamination of the second stage substrate.
본 발명은 상기 열전달체 형성단계 후에, 상기 제 1 발광다이오드 내지 상기 제 2발광다이오드의 상부를 커버하는 전반사렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 발광다이오드 패키지의 제조방법을 포함한다. The present invention includes a method of manufacturing a stacked light emitting diode package after the step of forming the heat carrier, further comprising the step of forming a total reflection lens covering the upper portion of the first to second light emitting diodes. .
본 발명에 의하여 적층형 발광다이오드 패키지에 있어서, 각각의 단위패키지마다 독립적인 방열구조를 형성함으로써, i) 신속하고 효율적인 방열효과를 보장하고, ii) 패키지 상호간 열의 상호작용을 방지하여 패키지의 안정성(stability)를 보장하는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다. In the stacked light emitting diode package according to the present invention, an independent heat dissipation structure is formed for each unit package, i) ensuring fast and efficient heat dissipation effect, and ii) preventing thermal interaction between packages. There is an effect of providing a light emitting diode package and a method of manufacturing the same).
또한, 본 발명에 의하여 각각의 패키지마다 독립적인 방열구조를 취함으로써, 제한된 면적에 보다 다수의 패키지를 형성할 수 있도록 설계할 수 있고, 이로써 단위면적당 광선속밀도가 극대화되는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, by taking an independent heat dissipation structure for each package, it is possible to design to form a plurality of packages in a limited area, thereby maximizing the beam flux density per unit area, and a manufacturing method thereof Has the effect of providing.
아울러, 본 발명에 의하여 제한된 면적에 다수의 패키지를 적층하여 형성할 수 있으므로 발광다이오드 패키지의 제작비용이 절감되고, 발광다이오드 패키지가 적용되는 가로등 및 자동차 전조등 등의 다양한 응용 어플리케이션(Application)이 소형으로 제작될 수 있어, 응용 어플리케이션의 설치 및 제작비용도 절감되는 효과가 있다. In addition, since the present invention can be formed by stacking a plurality of packages in a limited area, the manufacturing cost of the light emitting diode package is reduced, and various applications such as street lamps and automobile headlights to which the light emitting diode package is applied are compact. Since it can be manufactured, the installation and production costs of the application is also reduced.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 구성도이다.1 is a block diagram of a stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 i) 각각의 단위 패키지마다 독립적 냉각방식 또는 독립적 방열구조를 형성함으로써, 방열효과를 극대화하고, ii) 제한된 면적상에 다수의 패키지를 적층하더라도 방열효과에 문제가 없으며, iii) 제한된 면적상에 보다 많은 패키지를 적층할 수 있으므로 단위면적당 광선속밀도가 극대화되고, iv) 패키지의 하부기판을 넓게 설계할 필요가 없어 설계효율이 높고 제작비용이 절감되는 적층형 발광다이오드 패키지를 제공한다. The present invention is i) by forming an independent cooling method or an independent heat dissipation structure for each unit package, maximizing the heat dissipation effect, ii) even if a plurality of packages stacked on a limited area there is no problem in the heat dissipation effect, iii) limited area Since more packages can be stacked on the substrate, the luminous flux density per unit area is maximized, and iv) there is no need to design a wide bottom substrate of the package, thereby providing a stacked LED package having high design efficiency and reducing manufacturing cost.
도 1을 참조하면, 제 1단 기판(Substrate)은 i) 제 1단 패키지 방열판(8), ii)제 1단 패키지 절연층(9) iii) 제 1단 패키지 도전막(10)을 포함한다. 제 1단 기판의 하부면 또는 측면에는 방열핀을 구비하는 방열판이 형성되게 된다. Referring to FIG. 1, the first stage substrate includes: i) a first stage
제 1단 패키지 절연층(9)은 제 1패키지 방열판(8)의 외부에 코팅될 수 있고, 이러한 제 1단 패키지 절연층(9)의 외부의 소정영역에 구리(Cu)로 이루어지는 제 1단 패키지 도전막(10)을 코팅하여 제 1단 기판을 형성할 수 있다. The first stage
본 발명에서 제 1단 패키지 절연층(9)은, 3 W/mK 내지 5000W/mK의 열전도도를 갖는 물질을 이용하여 형성될 수 있는데, 이는 하나의 물질에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 종류의 물질을 혼합하거나 층으로 쌓아서 형성할 수 있음은 물론이다. 또한, 제 1단 패키지 절연층(9)은 금속체에 한정되지 아니하고, 열전도도가 상기 3 W/mK 내지 5000W/mK의 범위라면 어떠한 물질이라도 이용하는 것이 가능하다. In the present invention, the first stage
예를 들면, 1단 패키지 절연층은 3단으로 형성되는 것이 가능한데, 1단은 구리(Cu)층 또는 알루미늄(Al)층으로 형성되고, 그 상부에 2단으로 니켈(Ni) 도금막 이 증착되며, 그 상부인 3단에 금(Au), 은(Ag) 또는 주석(Sn) 중에서 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어지는 층으로 제 1단 패키지 절연층(9)을 구성할 수 있다. For example, one-stage package insulating layer may be formed in three stages, one stage is formed of a copper (Cu) layer or an aluminum (Al) layer, and a nickel (Ni) plated film is deposited in two stages thereon. The first stage
제 1단 패키지 절연층(9)의 상부면, 측면과 하부면의 일부분에 제 1단 패키지 도전막(10)을 형성할 수 있는데, 이는 하부에 형성되는 방열핀을 구비하는 방열판으로 열을 신속하게 배출하기 위함이다. The first stage package
상기 제 1단 기판의 소정영역상에는 제 1발광다이오드(1)(Light Emitting Diode)가 적층되게 된다. 제 1발광다이오드(1)의 적층위치는 제 2발광다이오드(19)의 적층 및 이로인한 배광분포 등을 고려하여 설계되어야 할 것이다. A first light emitting diode 1 (Light Emitting Diode) is stacked on a predetermined region of the first stage substrate. The stacking position of the first
본 발명은 상기 제 1단 기판의 양측단에 적층되는 적어도 두 개 이상의 범프(Bump)층을 포함할 수 있다. 상기 범프층(5)은, 0.03 W/mK 내지 0.3W/mK의 열전도도를 갖는 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 후술할 열전달체(4) 등 패키지마다 독립적인 방열구조를 취하기 때문에 제 2단 기판에서 발생한 열이 제 1단 기판상으로 전달되는 것은 바람직하지 않기 때문이다. The present invention may include at least two bump layers stacked on both ends of the first stage substrate. The
또한, 범프층(5)은 탄성이 좋은 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이는 패키지가 외부충격을 받아도 각 단마다 접합상태를 유지하여 패키지의 안정성을 보장하기 위함이다. In addition, the
상기 범프층(5) 상에 제 2단 기판이 적층되게 되는데, 상기 제 2단 기판은 i) 제 2단 패키지 절연층(7)과 ii) 제 2단 패키지 도전막(21)을 구비할 수 있다. A second stage substrate is stacked on the
본 발명에서 제 2단 패키지 절연층(7)은, 3 W/mK 내지 5000W/mK의 열전도도를 갖는 물질을 이용하여 형성될 수 있는데, 이는 전술한 제 1단 패키지 절연층(9)의 내용과 동일하다. 또한 구리로 구성되는 제 2단 패키지 도전막(21)을 구비할 수 있다. In the present invention, the second stage
제 2단 기판은 제 1단 기판상의 제 1발광다이오드(1)의 배광분포를 고려하여 설계되어야 하므로, 제 1발광다이오드(1)를 향한 단면의 끝단이 삼각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.Since the second stage substrate should be designed in consideration of the light distribution of the first
또한, 독립적 방열구조를 취하기 위해서, 상기 제 1단 기판 및 제 2단기판 사이에 공기(Air)층이 형성되도록 설계되어야 한다. 따라서, 제 1단 기판과 제 2단기판은 공기층(Air)층 부분에 있어서는 단열이 되고, 접합부분인 범프층(5)을 통해 서도 열이 거의 전달되지 않아 각 단마다 별개로 방열구조를 취하게 되는 것이다. In addition, in order to take an independent heat dissipation structure, an air layer should be formed between the first end substrate and the second end substrate. Therefore, the first stage substrate and the second stage substrate are insulated in the air layer, and heat is hardly transmitted even through the
본 발명에서는 상기 제 2단 기판상에 적층되는 적어도 두 개 이상의 제 2발광다이오드(19)가 적층되게 되는데, 상기 제 2발광다이오드(19)의 하부면에 수평방향으로 1,000 W/mK 내지 5,000W/mK의 열전도도를 가지는 물질로 형성되는 열전달층(20)을 더 구비할 수 있다. 예를 들면 카본 나노 튜브(CNT)를 이용하여 열전달층(20)을 형성할 수 있는데, 상기 열전달 층에 의해 수평방향으로 신속하게 열을 이송시킬 수 있다. In the present invention, at least two or more second
즉, 열전달층(20)은 제 2단기판의 하부면으로의 열의 이송에는 관여하지 않으나, 후술할 제 2기판과 방열판을 연결시키는 열전달체(4)에 신속하게 열을 전달하게 방열효과를 극대화하는 역할을 수행한다고 할 수 있다. That is, the
본 발명은 열전달체(4)를 포함하는데, 상기 열전달체(4)는 제 2단 기판 및 방열핀을 구비하는 방열판을 연결하여 제 2발광다이오드(19)에서 발생한 열을 방열판으로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 열전달체(4)는 열전도도가 좋은 물질이라면 어떠한 것이라도 제한없이 이용할 수 있을 것이다. The present invention includes a heat carrier (4), the heat carrier (4) serves to transfer the heat generated from the second light emitting diode (19) to the heat sink by connecting the heat sink having a second stage substrate and the heat radiation fins. can do. The
본 발명은 상기 제 1 발광다이오드 내지 상기 제 2발광다이오드(19)의 상부를 커버하는 전반사렌즈(2)를 더 포함할 수 있는데, 이러한 전반사렌즈(2)에 의해 단위면적당 광선속밀도가 더욱 증가할 수 있다. The present invention may further include a total reflection lens (2) covering the upper portion of the first to second light emitting diodes (19), the light flux density per unit area is further increased by the total reflection lens (2). Can be.
이외에도 본 발명은 필요에 따라서, 봉지제(3), PCB 절연층(11), 플런져 하부체(12), 방열판 코팅절연막(13), 플런져 스프링(16), 플런져 상부체(17), PCB 도전막(18) 등을 추가하여 발명을 구성하는 것이 가능하다. (도 1참조)In addition, the present invention, if necessary, the encapsulant (3), the
또한 본 발명은 단지 2단의 패키지에 한하지 않고, 3단,4단, 5단 등 발명의 필요에 따라 제한되지 않고 다수의 단을 가진 패키지를 형성하는 것이 가능하다. In addition, the present invention is not limited to only two-stage packages, and is not limited according to the necessity of the invention such as three-stages, four-stages, and five-stages, and a package having a plurality of stages can be formed.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 간략구성도이다.2 is a simplified configuration diagram of a stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
제 2단 기판은 제 1단 기판상에 적층된 제 1발광다이오드(1)에서 발생하는 빛이 트랩되지 않도록 형성되는 것이 바람직하며, 이는 단위면적당 광선속밀도를 극대화하기 위한 설계라고 할 수 있다. The second stage substrate is preferably formed so that light generated from the first
제 1발광다이오드(1)의 중심과 제 2단 기판의 끝단까지의 거리(L)과 제 1발광다이오드(1)에서 생성되는 빛의 배광분포를 고려하여 제 2단 기판의 끝단부분은 삼각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 삼각형에서 각도(Θ)를 고려하여 2단 기판을 설계하는 것이 편리할 것이다. Considering the distance L between the center of the first
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드가 포함하는 제 1단 기판의 확대도이다.3 is an enlarged view of a first stage substrate included in a stacked light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
제 1단 기판은, 제 1단 패키지 방열판(8), 제 1패키지 절연층 및 제 1단 패키지 도전막(10)을 포함하여 구성될 수 있는데, 제 1단 패키지 절연층(9)은 제 1단 패키지 방열판(8)의 외부에 코팅될 수 있고, 이러한 제 1단 패키지 절연층(9)의 외부의 소정영역에 구리(Cu)로 이루어지는 제 1단 패키지 도전막(10)을 코팅하여 형성할 수 있다. The first stage substrate may include a first stage
상기 제 1단 패키지 절연층(9)은, 3 W/mK 내지 5000W/mK의 열전도도를 갖는 물질을 이용하여 형성될 수 있다. The first stage
예를 들면, 1단 패키지 절연층은 3단으로 형성되는 것이 가능한데, 1단은 구리(Cu)층(26) 또는 알루미늄(Al)층(26)으로 형성되고, 그 상부에 2단으로 니켈(Ni) 도금막(27) 이 증착되며, 그 상부인 3단에 금(Au), 은(Ag) 또는 주석(Sn) 중에서 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어지는 층(28)으로 제 1단 패키지 절연층(9)을 구성할 수 있다. For example, one-stage package insulating layer may be formed in three stages, one stage is formed of copper (Cu)
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수평방향의 방열핀이 구비되는 적층형 발광다이오드 패키지의 구성도이다.4 is a configuration of a stacked light emitting diode package having a heat radiation fin in a horizontal direction according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 상기 범프층(5)의 외부면 및 제 2단 패키지 절연층(7)의 소정영역에 수평방향으로 1,000 W/mK 내지 5,000W/mK의 열전도도를 가지는 물질을 이용하여 코팅하고, 수평방향의 방열핀(25)을 더 구비하여 구성할 수 있다. 상기 범프층(5) 등의 코팅물질(24)은 카본 나노 튜브(CNT)로 형성될 수 있다. The present invention is coated with a material having a thermal conductivity of 1,000 W / mK to 5,000 W / mK in the horizontal direction on the outer surface of the
도 4를 참조하면, 범프층(5) 외부면과 제 2단 패키지 절연층(7)의 소정영역에 카본 나노튜 등의 물질이 코팅되어 있는 모습과 상기 코팅물질(24)과 수평방향으로 연결되는 방열핀을 도시하고 있다. Referring to FIG. 4, the surface of the
이러한 수평방향으로 1,000 W/mK 내지 5,000W/mK의 열전도도를 가지는 카본 나노 튜브 등은, 즉 3차원의 관점에서 X방향 또는 Y방향으로 1,000 W/mK 이상의 열전도도를 가지나, Z방향으로는 3 내지 10 W/mK의 열전도도를 가지기 때문에, 패키지상에서 수평방향으로 신속하게 열을 이송할 뿐 수직방향으로는 열을 전달하지 않는다. 따라서, 제 2단 기판상에서 발생한 열은 상기 수평방향의 방열핀(25)을 통하여 외부로 배출되고 제 1단 기판으로 전달되지 않는다고 할 수 있다. Carbon nanotubes having a thermal conductivity of 1,000 W / mK to 5,000 W / mK in the horizontal direction, that is, have a thermal conductivity of 1,000 W / mK or more in the X direction or the Y direction from the three-dimensional point of view, but in the Z direction Since it has a thermal conductivity of 3 to 10 W / mK, it quickly transfers heat in the horizontal direction on the package but does not transmit heat in the vertical direction. Therefore, the heat generated on the second stage substrate may be discharged to the outside through the
본 발명에서는 단위면적당 열선속이 0.5W/mm2 이상인 경우에는 상술한 코팅물질(24)과 수평방향의 방열핀(25)을 갖는 것으로 구성함이 바람직하고, 단위면적당 열선속이 0.5W/mm2 이하인 경우에는 상기 열전달체(4)를 이용하고 수직방향의 방열핀을 갖는 방열판을 이용하여 발명을 구성하는 것이 바람직하다. In the present invention, the heat flux per unit area is 0.5W / mm 2 In the above case, the
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 열전달층이 구비되는 적층형 발광다이오드 패키지의 구성도이다.5 is a block diagram of a stacked LED package having a heat transfer layer according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제 2발광다이오드(19)의 하부면에 열전달층(20)을 더 구비하고 있음을 알 수 있다. 본 발명에서는 상기 제 2단 기판상에 적층되는 적어도 두 개 이상의 제 2발광다이오드(19)가 적층되게 되는데, 상기 제 2발광다이오드(19)의 하부면에 수평방향으로 1,000 W/mK 내지 5,000W/mK의 열전도도를 가지는 물질로 형성되는 열전달층(20)을 더 구비할 수 있다. 즉, 수평방향으로 높은 열전도도를 갖는 카본 나노 튜브(CNT) 등을 이용하여 열전달층(20)을 형성하여 수평방향으로 신속하게 열을 이송시킬 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the
제 2단 기판상에 열전달층(20)을 더 구비하게 되면, 수평방향으로 열을 전달하여 종국적으로 열전달체(4)에 신속하게 열을 전달하게 되고, 방열핀을 구비한 방열판을 통해 더욱 빠르게 방열이 되므로, 패키지의 효율성을 높이고, 안정성을 더욱 담보하게 된다고 할 수 있다. When the
도 6a 내지 도 6j는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 제작순서에 따른 모습을 나타낸 단계별 예시도이다.6A to 6J are exemplarily diagrams illustrating a state according to a manufacturing procedure of a stacked LED package according to an embodiment of the present invention.
도 6a는 제 1단 패키지 방열판(8)에 제 1단 패키지 절연층(9) 및 제 1단 패키지 도전막(10)을 증착하여 제 1단 기판을 구성하고, 상기 제 1단기판의 소정영역상에 제 1발광다이오드(1)를 증착한 모습을 나타내고 있다. FIG. 6A shows a first stage substrate by depositing a first stage
도 6b는 방열핀이 구비되는 방열판 상에 상기 제 1단기판을 적층한 모습을 나타내고 있다. 6B illustrates a state in which the first end substrate is stacked on a heat sink provided with heat dissipation fins.
도 6c는 상기 제 1단기판상에 제 2단기판을 범프층(5)을 이용하여 적층한 모습을 나타내고 있다. 제 2단 기판은 제 2단 패키지 절연층(7), 제 2단 패키지 도전막(21) 및 열전달층(20)을 구비할 수 있으며, 제 2발광다이오드(19)를 상부에 적층할 수 있다. FIG. 6C shows a state in which a second end substrate is laminated using the
도 6d는 상기 제 1단기판상에 제 2단 기판을 범프층(5)을 이용하여 적층한 모습의 측면도이다. 본 발명은 필요에 따라 플렌져 스프링(16) 등을 이용하여 방열판과 제 1단 기판의 결합을 공고히 하여 패키지의 안정성을 높일 수 있다. FIG. 6D is a side view of a state in which a second stage substrate is laminated using the
도 6e는 상기 제 2단 기판 상에 열전달체(4)를 형성한 모습을 나타내고 있다. 이와 같이 열전달체(4)를 형성함으로써, 독립 방열 구조가 완성되게 되며, 제 2단 기판에서 발생한 열은 열전달체(4)를 통하여, 제 1단 기판과 연결되는 방열판과 격리된 타 방열판을 통하여 열이 배출될 수 있다. 6E shows a state in which the
도 6f는 상기 제 2단 기판 상에 제 3단 기판(23)이 형성된 모습을 나타내고 있다. 이와 같이 본 발명에서는 단지 제 2단 기판의 형성에 한하지 않고, 발명의 필요에 따라 3단, 4단 5단 등으로 확장해서 패키지를 구성할 수 있는 장점이 있다. 다만, 복수의 단이 형성되는 경우에는 하단의 발광다이오드에서 발생하는 빛의 배 광 분포를 고려하여 설계되어야 할 것이다. FIG. 6F shows the
도 6g는 제 2단 기판상에 제 3단 기판(23)이 형성된 모습의 측면도이다. 6G is a side view of the
도 6h는 상기 제 1단 기판 내지 제 3단 기판(23)상의 발광다이오드, 즉 제 1발광다이오드 (1)내지 제 3발광다이오드(22)를 커버하는 전반사렌즈(2)를 형성한 모습을 나타내고 있다. 이와 같은 전반사렌즈(2)의 구비로, 빛의 포커싱이 더욱 좋아지므로 단위면적당 광선속밀도는 더욱 향상되게 된다. FIG. 6H shows a state in which the
도 6i는 제 1발광다이오드 (1)내지 제 3발광다이오드(22)를 커버하는 전반사렌즈(2)를 형성한 모습의 측면도이다. FIG. 6I is a side view of a state in which a
도 6j는 복수의 기판을 포함하는 적층형 발광다이오드 패키지의 완성형태를 도시하고 있다. 6J illustrates a completed form of a stacked light emitting diode package including a plurality of substrates.
종합하면, 본 발명은 i) 제 2단 기판에 한하지 않고 복수의 기판을 적층하여 패키지를 구성하는 것이 가능하고, ii) 각각의 단마다 별도의 열전달체(4)를 구비하여 독립방열구조를 취하도록 형성되며, iii) 제한된 면적이라도 종래기술에 비해 보다 많은 발광다이오드를 적층할 수 있도록 설계될 수 있는바, 광선속밀도가 우수하고 방열효과가 극대화되는 발광다이오드 패키지를 제공한다고 할 수 있다. In summary, the present invention is capable of constructing a package by i) stacking a plurality of substrates, not just the second stage substrate, and ii) providing a separate
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 제작방법에 대한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
먼저 방열판의 상부 및 측면의 소정영역에 제 1기판을 적층하는 단계(s701)를 거치고, 상기 제 1단 기판상의 소정영역에 제 1발광다이오드를 적층하고 봉지제를 형성하는 단계(s702)를 거치게 된다. First, a step (s701) of stacking a first substrate on predetermined regions of the upper and side surfaces of the heat sink is performed, and a step (s702) of laminating a first light emitting diode on a predetermined region of the first stage substrate and forming an encapsulant. do.
다만, 본 발명에서는 필요에 따라, 제 1기판상에 제 1발광다이오드를 적층하고 난 후 방열판에 부착하는 방법도 가능하고, 제 1기판을 방열판에 부착하고 난 후 제 1발광다이오드를 적층하는 방법도 가능하다. However, in the present invention, if necessary, a method of laminating the first light emitting diode on the first substrate and attaching it to the heat sink is also possible, and a method of laminating the first light emitting diode after attaching the first substrate to the heat sink. It is also possible.
이후, 상기 제 1단 기판의 양측단의 소정영역상에 적어도 두 개 이상의 범프층을 형성하는 단계(S703)를 거치게 된다. 상기 범프층은 제 2단 기판상에서 발생되는 열을 제 1단 기판상으로 전달하지 않기 위해서 열전도도가 낮은 물질로 형성되며, 또한 패키지의 접합성 및 안정성을 보장하기 위해 탄성이 있는 매질로 형성되는 것이 바람직하다. Thereafter, at least two bump layers are formed on predetermined regions at both ends of the first end substrate (S703). The bump layer is formed of a material having low thermal conductivity so as not to transfer heat generated on the second stage substrate to the first stage substrate, and is formed of an elastic medium to ensure bonding and stability of the package. desirable.
이후 범프층상에, 제 2단 패키지 절연층 및 제 2단 패키지 도전막을 구비하는 제 2단 기판을 적층하는 단계(S704)를 거친다. Thereafter, a step S704 of stacking a second stage substrate including a second stage package insulating layer and a second stage package conductive layer on the bump layer is performed.
상기 제 2단 기판의 적층단계(S704) 이후, 발명의 필요에 따라 제 2단 기판의 소정영역 상에 열전달층을 적층하는 단계(S705)를 밟을 수 있다. 이러한 열전달층은 수평방향으로 열전달을 신속하고 용이하게 하기 위함이다. After the stacking step (S704) of the second stage substrate, the step (S705) of laminating a heat transfer layer on a predetermined region of the second stage substrate may be performed as needed. This heat transfer layer is intended to quickly and easily heat transfer in the horizontal direction.
또한, 상기 제 2단 기판의 적층단계 (S704)후에, 상기 범프층의 외부면 및 상기 제 2단 패키지 절연층의 측면부에 수평방향으로 카본 나노 튜브(CNT)를 이용하여 코팅하는 단계 및 상기 코딩된 범프층 및 제 2단 패키지 절연층의 측면부에 수평방향으로 방열핀을 형성하는 단계를 더 밟을 수 있다. 이러한 단계는 단위면적당 열선속이 0.5w/mm2 이상인 경우에 형성하는 것이 바람직하다. In addition, after the lamination step (S704) of the second stage substrate, coating the carbon nanotube (CNT) in the horizontal direction in the horizontal direction on the outer surface of the bump layer and the side surface of the second insulation layer package and the coding The step of forming a heat radiation fin in a horizontal direction on the side of the bump layer and the second stage package insulating layer can be further stepped. Such a step is preferably formed when the heat flux per unit area is 0.5 w / mm 2 or more.
상기 열전달층 적층단계(S705)후, 제 2단 기판상에 적어도 두 개 이상의 제 2발광다이오드를 적층하고 봉지제를 형성하는 단계(S706)를 거쳐서, 방열판과 상기 제 2단 기판을 연결하는 열전달체를 형성하는 단계(S707)를 거치게 되면 독립방열구조가 완성되게 된다.After the heat transfer layer stacking step (S705), through the step (S706) of stacking at least two or more second light emitting diodes on the second stage substrate and forming an encapsulant, the heat transfer connecting the heat sink and the second stage substrate After passing through forming the sieve (S707), the independent heat dissipation structure is completed.
끝으로 상기 열전달체 형성단계(S7070) 후에, 상기 제 1발광다이오드 내지 상기 제 2발광다이오드의 상부를 커버하는 전반사렌즈를 형성하는 단계(S708)를 거치게 되면 본 발명의 의한 적층형 발광다이오드 패키지의 제조방법은 마무리되게 된다. Finally, after the step of forming the heat carrier (S7070), the step of forming a total reflection lens covering the upper portion of the first light emitting diode to the second light emitting diode (S708) to manufacture the stacked light emitting diode package of the present invention The method is finished.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.The present invention has been described above in connection with specific embodiments of the present invention, but this is only an example and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and within the equivalent scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below. Various modifications and variations are possible.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 구성도. 1 is a block diagram of a stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 간략구성도. Figure 2 is a simplified schematic diagram of a stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드가 포함하는 제 1단 기판의 확대도. 3 is an enlarged view of a first stage substrate included in a stacked light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수평방향의 방열핀이 구비되는 적층형 발광다이오드 패키지의 구성도.Figure 4 is a block diagram of a stacked light emitting diode package provided with a heat radiation fin in the horizontal direction according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 열전달층이 구비되는 적층형 발광다이오드 패키지의 구성도.5 is a block diagram of a stacked light emitting diode package having a heat transfer layer according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6j는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 제작순서에 따른 모습을 나타낸 단계별 예시도. Figure 6a to Figure 6j is a step-by-step illustration showing a state according to the manufacturing procedure of the stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 발광다이오드 패키지의 제작방법에 대한 순서도.7 is a flow chart for a method of manufacturing a stacked light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
{도면의 주요부호에 대한 설명}{Description of major symbols in the drawing}
1: 제 1발광다이오드 1: first light emitting diode
2: 전반사렌즈2: total reflection lens
3: 봉지제 3: encapsulant
4: 열 전달체 4: heat carrier
5: 범프층5: bump layer
6: 비아홀6: via hole
7: 제 2단 패키지 절연층7: second stage package insulation layer
8: 제 1단 패키지 방열판8: first stage package heat sink
9: 제 1단 패키지 절연층9: first stage package insulation layer
10: 제 1단 패키지 도전막10: first stage package conductive film
11: PCB 절연층11: PCB insulation layer
12: 플런져 하부체12: plunger underbody
13: 방열판 코팅 절연막13: heat sink coating insulation film
14: 방열핀 14: heat sink fin
15: 방열핀을 구비하는 방열판15: heat sink with heat sink fin
16: 플런져 스프링16: plunger spring
17: 플런져 상부체 17: Plunger Upper Body
18: PCB 도전막18: PCB conductive film
19: 제 2발광다이오드 19: second light emitting diode
20: 열 전달층20: heat transfer layer
21: 제 2단 패키지 도전막21: second stage package conductive film
22: 제 3발광다이오드 22: third light emitting diode
23: 제 3단 기판23: third stage substrate
24: 코팅물질24: coating material
25: 수평방향의 방열핀 25: horizontal heat dissipation fin
26: 구리층 또는 알루미늄층26: copper layer or aluminum layer
27: 니켈 도금막27: nickel plating film
28: 금, 은 또는 주석 중에서 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어지는 층28: layer consisting of any one material selected from gold, silver or tin
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101255747B1 (en) * | 2011-10-10 | 2013-04-17 | 한국광기술원 | Light emitting device module and lightening apparatus therewith |
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