KR20110069319A - 발광소자 패키지용 기판 및 이를 이용한 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광소자 패키지용 기판 및 상기 기판을 이용한 발광소자 패키지에 관한 것으로, 본 발명의 발광소자 패키지용 기판은 발광소자에서 발생하는 열을 방열(放熱)시키는 제1금속층; 상기 제1금속층 상에 마련되는 절연층; 및 상기 절연층 상에 마련되며, 회로패턴이 형성된 제2금속층으로 이루어진 배선판을 포함하되, 상기 발광소자가 배치되는 상기 배선판 지점의 하측에는 상기 제1금속층의 하면에서부터 상기 절연층의 상면까지 관통하는 관통홀이 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 관통홀은 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 인쇄회로기판에 실장시 납땜(solder)으로 충진되는 것을 특징으로 한다. 이러한 발광소자 패키지용 기판을 이용하여 제조된 발광소자 패키지를 인쇄회로기판에 실장할 경우 방열특성을 높일 수 있다.
발광소자, LED, 방열, 기판, 비아(via)
Description
본 발명은 발광소자(예를 들어, LED칩)를 패키지하기 위한 기판 및 상기 기판을 이용한 발광소자 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 배선층, 절연층, 방열층으로 이루어진 인쇄회로기판(PCB)에 발광소자 중 하나인 LED칩을 실장하기 위해서는 LED칩을 LED 패키지로 제작한 후 각각의 LED 패키지 단품을 인쇄회로기판에 SMT(surface mount technology : 인쇄회로기판의 표면(배선층)에 LED 패키지를 실장하는 기술)공정을 이용하여 실장한다.
그러나, 이와 같이 LED 패키지를 SMT공정을 이용하여 인쇄회로기판에 실장할 경우 LED칩에서 발생하는 열이 인쇄회로기판의 하부 방열층까지 전달되는 과정에서 여러 가지 열저항을 거치기 때문에 방열 효율이 감소하는 문제점이 있다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 LED 패키지 제작 시 LED칩이 배치되는 배선판에 비아홀(via-hole)을 형성시킨 후 비아홀의 내벽을 금속물질로 도금하여 LED 패키지의 방열효율을 높이는 기술이 제안되었다. 또한, 방열효율을 더 높이기 위해 비아홀의 내부를 열전도율이 좋은 물질로 충진하는 대한민국 공 개특허공보 10-2009-0001849호(이하, '선행기술' 이라 함)도 제안된 바 있다.
그러나, 상기 선행기술은 형성된 비아홀을 충진하는 공정, 충진한 비아홀의 표면을 평평하게 하는 grinding 공정 및 비아홀의 상면부에 금속 패드를 도금하는 공정 등이 수행되어야 하기 때문에 제조공정이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 비아홀을 충진하는 물질로 구리 페이스트를 사용하는데, 이러한 구리 페이스트는 일반적으로 열전도율이 10W/mk이기 때문에 방열효율을 높이는 데는 한계가 있다.
한편, 상기한 기술 이외에도 열전도율이 높은 금속물질로 비아홀을 도금함에 있어 도금 두께를 두껍게 하여 방열효율을 높이기도 하는데, 이러한 경우 도금 공정 단가가 상승하기 때문에 공정 수율(생산성)이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조공정이 용이하면서도 방열특성을 높일 수 있는 발광소자 패키지용 기판 및 이를 이용한 발광소자 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 발광소자에서 발생하는 열을 방열(放熱)시키는 제1금속층; 상기 제1금속층 상에 마련되는 절연층; 및 상기 절연층 상에 마련되며, 회로패턴이 형성된 제2금속층으로 이루어진 배선판을 포함하되, 상기 발광소자가 배치되는 상기 배선판 지점의 하측에는 상기 제1금속층의 하면에서부터 상기 절연층의 상면까지 관통하는 관통홀이 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 관통홀은 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 인쇄회로기판에 실장시 납땜(solder)으로 충진되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 기판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발광소자 패키지용 기판; 및 상기 발광소자 패키지용 기판에 전기적으로 연결되는 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 발광소자 패키지가 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 표면에 실장된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 a) 제1금속층, 절연층, 제2금속층으로 적층된 배선판에 회 로패턴을 형성하고, 발광소자가 배치되는 배선판 지점의 하측에 상기 제1금속층의 하면에서부터 상기 절연층의 상면까지 관통하는 관통홀을 적어도 하나 이상 형성하는 단계; b) 상기 배선판과 상기 발광소자를 보호하기 위한 캐비티가 형성된 반사판을 상기 캐비티의 직경보다 크거나 같은 홀이 형성된 접착시트로 접착하여 발광소자 패키지용 기판을 제조하는 단계; c) 상기 배선판의 제2금속층 표면에 발광소자를 배치하여 발광소자 패키지를 제조하는 단계; 및 d) 상기 발광소자 패키지를 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 인쇄회로기판에 실장시 상기 관통홀에 납땜(solder)이 충진되도록 실장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 발광소자 패키지를 실장하는 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 발광소자(luminous element)는 전기를 빛으로 변환하는 소자로 정의될 수 있으며, 바람직한 예로는 LED칩을 들 수 있다.
또한, 상기 관통홀은 상기 배선판의 제1금속층의 하면에서부터 상기 절연층의 상면까지 관통하도록 형성되는 것으로 정의되나, 상기 제1금속층 하면에서부터 상기 제2금속층의 중간 부분까지 관통하도록 형성되어도 본 발명의 관통홀 정의에 포함될 수 있다.
한편, 상기 인쇄회로기판의 비제한적인 예로는 메인보드(mainboard)를 들 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 발광소자 패키지용 기판은 발광소자가 배치되는 배선판 지점의 하측에 형성된 관통홀이 상기 기판을 인쇄회로기판에 실장하는 과정 에서 열전도율이 높은 납땜(solder)으로 충진되기 때문에 발광소자의 방열효율을 높일 수 있다.
또한, 선행기술과 같이 방열효율을 높이기 위한 추가적인 공정 없이 본 발명의 발광소자 패키지용 기판을 인쇄회로기판에 실장하는 과정만 수행함으로써 발광소자의 방열효율을 높일 수 있기 때문에 전체적인 제조공정 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 관통홀을 추가적인 금속물질로 도금하는 것이 아닌 본 발명의 발광소자 패키지용 기판을 인쇄회로기판에 실장하는 과정에서 사용되는 납땜(solder)으로 충진하는 것이기 때문에 공정 수율(생산성)도 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[발광소자 패키지용 기판]
도1는 본 발명의 발광소자 패키지용 기판(이하, '기판' 이라 함)에 대한 단면도(설명의 이해를 돕기 위해 발광소자의 예로 LED칩 및 전기적인 연결상태를 표현하기 위해 와이어(wire)를 포함시켜 도시함)이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 기판은 배선판(100), 접착시트(200) 및 반사판(300)을 포함할 수 있다.
배선판(100)은 제1금속층(110), 절연층(120) 및 제2금속층(130)으로 구성되며, 발광소자가 배치되는 배선판 지점의 하측에는 제1금속층(110)의 하면에서부터 절연층(120)의 상면까지 관통하는 관통홀(thermal via, 140)이 적어도 하나 이상 형성되어 있는데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1금속층(110)은 배선판(100)을 구성함에 있어 가장 하부에 마련되는 것으로, 발광소자(예를 들어, LED칩)에서 발생하는 열을 방열(放熱)시키는 방열층 역할을 수행한다. 이러한 제1금속층(110)으로 사용되는 물질은 열전달 특성이 우수한 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 구리(Cu), 철(Fe), 알루미늄(Al) 등을 사용할 수 있다.
절연층(120)은 제1금속층(110) 상에 마련되는 것으로, 제1금속층(110)과 제2금속층(130)을 절연시키는 역할을 수행한다. 이러한 절연층(120)으로 사용할 수 있는 물질로는 세라믹, 수지, 복합재료 등이 있는데, 그 중에서도 글래스 크로스에 에폭시 수지를 함침시킨 글래스 에폭시 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 글래스 에폭시 시트는 전기적 특성 및 기계적 특성이 우수하고 동시에 유연성이 있어 배선판(100)에 관통홀(140) 형성시 갈라지는 현상이 일어나지 않아 관통홀(140)을 용이하게 형성시킬 수 있기 때문이다.
제2금속층(130)은 절연층(120) 상에 마련되는 것으로, 회로패턴이 형성되어 와이어 본딩(wire bonding)되는 발광소자에 전류가 흐를 수 있도록 배선층 역할을 수행한다. 이러한 제2금속층(130)으로 사용되는 물질은 상기한 제1금속층(110)과 같이 전기적 특성 및 열전달 특성이 우수한 물질이면 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로 구리(Cu), 철(Fe), 알루미늄(Al) 등을 사용할 수 있다.
한편, 발광소자가 배치되는 배선판(100) 지점의 하측에는 적어도 하나 이상 의 관통홀(140)이 형성되는데(구체적으로 발광소자는 제2금속층(130)의 표면에 배치(실장)되며, 관통홀(140)은 발광소자가 배치된 제2금속층(130)의 하측에 형성됨), 이러한 관통홀(140)이 형성된 본 발명의 기판에 발광소자를 패키징한 후 인쇄회로기판(PCB)에 실장할 경우 관통홀(140)은 납땜(solder)으로 충진되기 때문에 발광소자에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있다.
즉, 관통홀(140)은 제1금속층(110)의 하면에서부터 절연층(120)의 상면까지 관통되도록 배선판(100)에 형성되는데, 이러한 관통홀(140)은 발광소자 패키지를 제조하는 과정까지는 비어있다가 인쇄회로기판(PCB)에 제조된 발광소자 패키지를 실장하기 위한 납땜 리플로우(solder reflow) 공정에서 열전도율이 높은 납땜(solder)으로(종래에 관통홀(140)을 충진하기 위해 사용되었던 구리 페이스트 등은 열전도율이 10W/mk이지만 본 발명은 열전도율이 50W/mk인 납땜으로 충진됨) 충진되며, 발광소자에서 발생된 열은 납땜(solder)으로 충진된 관통홀(140)을 통해 외부로 원활히 내보내지기 때문에 방열효율을 높일 수 있는 것이다(도2 참조).
이때, 관통홀(140)은 배선판(100)을 완전히 관통하도록 형성되는 것이 아니라면 절연층(120)을 넘어서 제2금속층(130)의 중간 부분 정도까지 관통하도록 형성될 수도 있다.
여기서, 관통홀(140)은 상기에서 언급한 제1금속층(110) 또는 제2금속층(130) 물질로 그 내벽을 도금한 후 납땜(solder)으로 충진되는 것이 바람직하다. 형성된 관통홀(140)의 내벽을 제1금속층(110) 또는 제2금속층(130) 물질로 도금하지 않고 납땜(solder)으로 충진할 경우 관통홀(140)의 내벽 중 절연층(120)에 해당 되는 부분은 납땜(solder)과 접착(결합)이 잘 이루어지지 않아 발광소자 패키지가 인쇄회로기판(PCB)에 불량하게 실장될 수 있기 때문이다.
이외에도 배선판(100)에는 발광소자가 실장되는 지점의 하측이 아닌 다른 부분(예를 들어, 기판의 모서리측)에 다수개의 관통홀(140')이 형성될 수 있는데, 이와 같이 다른 부분에 형성된 관통홀(140')은 전기가 흐를 수 있는 금속물질(예를 들어, 구리(Cu))로 도금 또는 충진되어 기판의 전기적 도통을 원활하게 하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 관통홀(140)에 충진되는 납땜(solder) 물질은 주로 납(Pb)과 주석(Sn)으로 이루어진 물질을 사용하나, 열전도율이 높고 제조가 완료된 발광소자 패키지와 인쇄회로기판(PCB)을 결합(접착)시킬 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다.
접착시트(200)는 배선판(100)과 반사판(300) 사이에 마련되어 배선판(100)과 반사판(300)을 접착시키는 것으로, 반사판(300)에 형성된 캐비티(310)의 직경보다 크거나 같은 직경을 갖는 홀(210)이 형성되어 있다. 이러한 접착시트(200)로 사용되는 물질로는 배선판(100)과 반사판(300)을 접착시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 반경화 상태의 글래스 에폭시 시트를 사용하는 것이 바람직하다.
반사판(300)은 배선판(100) 상(구체적으로는 접착시트(200)의 상부)에 마련되며, 발광소자를 보호하기 위한 캐비티(310)가 형성되어 있다. 여기서, 캐비 티(310)는 배선판(100)의 제2금속층(130) 표면에 배치되는 발광소자(예를 들어, LED칩)에서 방출되는 빛의 추출효율(광추출 효율)을 증가시키기 위해 금속물질로 도금될 수 있다.
즉, 캐비티(310)에는, 내벽면이 금속물질로 도금되어 발광소자에서 방출되는 빛을 반사하는 반사면(311)이 마련될 수 있는 것이다. 이때, 도금되는 금속물질은 발광소자에서 방출되는 빛을 반사하는 물질이라면 특별히 한정되지 않으나 비제한적인 예로 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있다.
여기서, 캐비티(310)에 마련되는 반사면(311)의 반사도를 더욱더 향상시키기 위해 캐비티(310)는 배선판(100)에 가까워질수록 직경이 작아져 배선판(100)과 경사를 이루도록 형성되는 것이 바람직하다. 일정한 직경을 갖도록 캐비티(310)를 형성하면(원기둥형태의 캐비티(310)가 형성됨) 반사되는 빛이 외부로 원활히 방출되지 않고 캐비티(310) 안에서만 돌아다닐 수 있다. 따라서, 반사되는 빛을 외부로 원활히 방출시키기 위해 캐비티(310)는 배선판(100)과 경사각(α)을 이루도록 형성되는(역원뿔대형태의 캐비티(310)가 형성됨) 것이 좋은 것이다. 여기서, 캐비티(310)와 배선판(100)이 이루는 경사각(α)은 15°∠α≤ 90°의 범위로 마련되는 것이 좋다.
상기 반사판(300)의 구성 및 재질에 따라서 반사판(300)에 반사면(311)을 마련하지 않아도 반사판(300)은 발광소자에서 방출되는 빛을 반사하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 반사판(300)은 상기 배선판(100)과 같이 제1금속층(110), 절연층(120) 및 제2금속층(130)으로 양면이 금속으로 이루어진 기판, 양면에 금속이 없 는 폴리이미드, 에폭시, PET 등 수지로만 이루어진 기판 및 금속으로만 이루어진 기판 등을 사용할 수 있는데, 이때, 금속으로만 이루어진 기판을 반사판(300)으로 사용할 경우에는 캐비티(310)를 형성하기만 하면 그 내벽면은 이미 금속재질이기 때문에 반사면(311)을 따로 마련할 필요가 없는 것이다. 다만, 발광소자에서 방출되는 빛의 반사율이 낮은 금속으로 이루어진 기판을 배선판(300)으로 사용할 경우에는 반사면(311)을 따로 마련할 수 있을 것이다. 여기서, 금속으로만 이루어진 기판으로 사용할 수 있는 물질로는 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 철(Fe) 등을 들 수 있다.
한편, 상기 배선판(100)과 반사판(300)을 접착시트(200)로 접착시 접착시트성분이 반사판(300)의 캐비티(310)측으로 새어나오지 않도록 배선판(100)의 제2금속층(130)에는 트렌치(trench, 131)가, 반사판(300)의 하부에는 격벽(barrier, 312)이 형성될 수 있는데, 이에 대한 설명을 도3 내지 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
배선판(100)과 반사판(300) 사이에 배치된 접착시트(200)는 고온/고압의 프레스(press) 과정을 거침에 따라 흐름성을 가지게 되고, 흐름성을 가지는 접착시트성분은 배선판(100)의 제2금속층(130)에 형성된 회로패턴 사이의 공간으로 흘러 들어간 후 경화됨에 따라 배선판(100)과 반사판(300)은 접착된다.
그런데, 도3에 도시된 바와 같이 접착시트(200)를 고온/고압으로 프레스(press)할 경우 흐름성을 갖게 되는 접착시트성분은 회로패턴 사이의 공간으로 흘러 들어가는 것뿐만 아니라 캐비티(310)측으로 새어나올 수 있는데, 이렇게 캐비티(310)측으로 접착시트성분이 새어나오면 기판의 불량률이 높아지게 된다. 즉, 캐비티(310)측으로 접착시트성분이 새어나오면 발광소자가 와이어 본딩되는 면적이 줄어들어 발광소자를 전기적으로 연결하기 어려워지며, 캐비티(310)의 반사면(311) 면적도 줄어들어 발광소자에서 방출되는 빛을 반사하는 반사도도 저하되기 때문에 기판으로써 사용하기 부적합해지는 것이다.
여기서, 접착시트(200)에 홀(210) 형성시 홀(210)의 직경을 캐비티(310)의 직경보다 크게 하거나 접착시트(200)의 두께를 얇게 하여 접착시트성분이 캐비티(310)측으로 새어나오는 것을 최소화할 수 있으나 홀(210)의 직경을 너무 크게 형성하거나 두께를 너무 얇게 하면 배선판(100)과 반사판(300)의 접착력이 떨어질 수 있기 때문에 홀(210)의 직경이나 두께를 제어하는 것만으로는 상기 문제를 해결하기 어렵다.
그러나, 본 발명은 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 접착시트성분이 캐비티(310)측으로 새어나가지 못하도록 배선판(100)의 제2금속층(130)에는(구체적으로는 제2금속층(130) 상에 반사판(300)이 배치되는 지역에 대응되는 부분) 접착시트성분을 저장하는 트렌치(131)가 형성되어 있고, 반사판(300)의 하부에는 접착시트성분의 흐름을 차단하는 격벽(312)이 형성되어 있기 때문에 상기와 같은 문제점이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 흐름성을 가지는 접착시트성분이 트렌치(131)에 먼저 저장된 후 트렌치(131)에서 넘치는 접착시트성분을 격벽(312)에서 차단할 경우 접착시트성분이 캐 비티(310)측으로 새어나오는 것을 가장 효율적으로 방지할 수 있으므로 배선판(100)의 제2금속층(130)에 형성되는 트렌치(131)보다 반사판(300)의 하부에 형성되는 격벽(312)을 배선판(100)에 형성된 캐비티(310)와 가깝도록 형성시키는 것이 바람직하다.
[발광소자 패키지]
본 발명은 상기한 기판을 포함하는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은 상기에서 설명한 기판 및 상기 기판에 전기적으로 연결되는 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 제공할 수 있는 것이다.
여기서, 본 발명의 기판에 연결되는 발광소자는 특별히 한정되지 않으나, LED칩일 경우 방열특성뿐만 아니라 광추출 효율면에서도 가장 큰 효과를 볼 수 있기 때문에 발광소자의 예로는 LED칩인 것이 바람직하다. 이때, 사용되는 LED칩은 상기 기판의 반사판(300) 두께보다 작은 두께를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 LED칩은 와이어 본딩작업에 의해 기판과 전기적으로 연결된다.
한편, 발광소자와 인쇄회로기판을 와이어 본딩한 후 발광소자와 와이어를 보호하기 위해 기판은 수지로 밀봉되는데, 밀봉되는 형태는 평면 또는 렌즈역할을 수행할 수 있도록 돔형태로 할 수 있다.
[인쇄회로기판에 발광소자 패키지 실장방법]
본 발명은 인쇄회로기판에 제조가 완료된 발광소자 패키지를 실장하는 방법 을 제공할 수 있는데, 이에 대해서 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
a) 배선판 준비
제1금속층(110), 절연층(120) 및 제2금속층(130)으로 적층된 배선판(100)에 회로패턴을 형성(구체적으로 회로패턴은 제2금속층(130)에 형성됨)하고, 발광소자가 배치되는 배선판(100) 지점의 하측에 제1금속층(110)의 하면에서부터 절연층(120)의 상면까지 관통하는 관통홀(140)을 형성시킨다. 이때, 관통홀(140)을 형성시키는 방법은 특별히 한정되지 않으나 드릴 가공법을 이용하여 형성시킬 수 있으며, 발광소자에서 발생된 열을 원활히 내보낼 수 있도록 다수 개로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 형성되는 관통홀(140)의 형태는 도6에 한정되지는 않는다.
한편, 형성된 관통홀(140)은 추후 발광소자 패키지를 인쇄회로기판(PCB)에 실장하는 납땜 리플로우(solder reflow) 공정에 의해 납땜(solder)으로 충진되는데, 충진되는 납땜(solder)과 접착력을 높일 수 있도록 관통홀(140)의 내벽은 제1금속층(110) 또는 제2금속층(130) 물질로 도금하는 것이 바람직하다. 이때, 도금하는 방법은 특별히 한정되지 않으나. 무전해도금 또는 전해도금(전기도금)방법이 적용될 수 있으며, 도금되는 물질로는 제1금속층(110) 또는 제2금속층(130)으로 사용되는 물질 중에서도 구리(Cu)가 바람직하다.
이외에도 상기 배선판(100)의 제2금속층(130)에는 회로패턴 형성시 접착시트성분을 저장하는 트렌치(trench, 131)를 더 형성시킬 수 있다. 여기서, 제2금속층(130)에 트렌치(131)를 형성하는 방법은 회로패턴을 형성하는 방법(에칭)과 동일 하다.
b) 발광소자 패키지용 기판 제조
상기에서 준비된 배선판(100)과 발광소자를 보호하기 위한 캐비티(310)가 형성된 반사판(300)을 상기 캐비티(310)의 직경보다 크거나 같은 홀(210)이 형성된 접착시트로 접착(프레스)하여 기판을 제조한다. 즉, 접착시트(200)와 반사판(300)에 레이저 또는 드릴 등을 이용하여 각각 홀(210)과 캐비티(310)를 형성시킨 후 접착과정을 통해 기판을 제조하는 것이다. 이때, 접착(프레스)하는 온도, 압력 및 시간은 사용되는 접착시트(200)에 따라 적절하게 조절되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 반사판(300)에 형성된 캐비티(310)에는 발광소자(예를 들어, LED칩)의 광추출 효율을 높이기 위해 그 내벽면을 금속물질로 도금하여 반사면(311)을 마련할 수 있다. 또한, 반사판(300)의 하부에는 접착시트성분의 흐름을 차단하는 격벽(312)을 형성시킬 수 있는데, 격벽(312)을 형성시키는 방법은 반사판(300)으로 어떠한 재질을 사용하느냐에 따라 도금 또는 에칭하는 방법을 적용할 수 있다.
c) 발광소자 패키지 제조
상기에서 제조된 기판에 발광소자를 배치하여 발광소자 패키지를 제조한다. 구체적으로는 제조된 기판의 배선판(100) 중 제2금속층(130) 표면 및 반사판(300)에 실장된 캐비티(310) 안쪽에 발광소자를 배치(실장)한 후 발광소자가 제2금속 층(130)에 형성된 회로패턴과 전기적으로 연결될 수 있도록 와이어 본딩하고, 본딩된 와이어 및 발광소자를 보호하기 위해 반사판(300)의 캐비티(310)를 수지(R) 등으로 밀봉하여 발광소자 패키지를 제조한다. 여기서, 사용되는 발광소자는 특별히 한정되지 않으나 LED칩인 것이 바람직하다.
d) 인쇄회로기판에 발광소자 패키지 실장
상기에서 제조된 발광소자 패키지를 인쇄회로기판(PCB)에 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 실장한다. 이때, 발광소자 패키지에 사용된 기판의 배선판(100)에 형성된 관통홀(140)은 납땜(solder)으로 충진되는데, 이에 따라 발광소자의 방열효율을 높일 수 있다. 또한, 납땜 리플로우 공정을 통해 관통홀(140)을 납땜(solder)으로 충진하는 과정만으로 방열효율을 높일 수 있기 때문에 방열효율을 높이기 위해 종래에 이루어졌던 추가적인 공정(예를 들어, 상기 선행기술에 있어서 형성된 비아홀을 충진하는 공정, 충진한 비아홀의 표면을 평평하게 하는 grinding 공정, 비아홀의 상면부에 금속 패드를 도금하는 공정 등)이 생략되어 전체적인 제조공정 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 발광소자 패키지가 실장되는 인쇄회로기판(PCB)은 당업계에서 알려진 재질 및 구성이라면 특별히 한정되지는 않는다.
도1은 본 발명에 따른 발광소자 패키지용 기판을 설명하기 위한 단면도이다.
도2 내지 도5는 본 발명에 따른 발광소자 패키지용 기판을 설명하기 위한 참고도이다.
도6은 본 발명에 따른 발광소자 패키지를 인쇄회로기판에 실장하는 과정을 설명하기 위한 참고도이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
100 : 배선판
200 : 접착시트
300 : 반사판
Claims (7)
- 발광소자에서 발생하는 열을 방열(放熱)시키는 제1금속층;상기 제1금속층 상에 마련되는 절연층; 및상기 절연층 상에 마련되며, 회로패턴이 형성된 제2금속층으로 이루어진 배선판을 포함하되,상기 발광소자가 배치되는 상기 배선판 지점의 하측에는 상기 제1금속층의 하면에서부터 상기 절연층의 상면까지 관통하는 관통홀이 적어도 하나 이상 형성되며,상기 관통홀은 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 인쇄회로기판에 실장시 납땜(solder)으로 충진되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 기판.
- 제1항에 있어서,상기 관통홀은 상기 제1금속층 물질 또는 상기 제2금속층 물질로 내벽이 도금된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 기판.
- 제1항에 있어서,상기 배선판 상에 마련되며, 상기 발광소자를 보호하기 위한 캐비티(cavity)가 형성된 반사판; 및상기 배선판과 상기 반사판 사이에 마련되며, 상기 캐비티의 직경보다 크거 나 같은 직경을 갖는 홀이 형성된 접착시트를 더 포함하되,상기 반사판의 하부에는 상기 배선판과 상기 반사판 접착시 접착시트성분이 상기 캐비티측으로 새어나오지 않도록 접착시트성분의 흐름을 차단하는 격벽(barrier)이 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 기판.
- 제3항에 있어서,상기 배선판의 제2금속층에는, 상기 배선판과 상기 반사판 접착시 접착시트성분이 상기 캐비티측으로 새어나오지 않도록 접착시트성분을 저장하는 트렌치(trench)가 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 기판.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지용 기판; 및상기 발광소자 패키지용 기판에 전기적으로 연결되는 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
- 제5항의 발광소자 패키지가 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 표면에 실장된 인쇄회로기판.
- a) 제1금속층, 절연층, 제2금속층으로 적층된 배선판에 회로패턴을 형성하고, 발광소자가 배치되는 배선판 지점의 하측에 상기 제1금속층의 하면에서부터 상기 절연층의 상면까지 관통하는 관통홀을 적어도 하나 이상 형성하는 단계;b) 상기 배선판과 상기 발광소자를 보호하기 위한 캐비티가 형성된 반사판을 상기 캐비티의 직경보다 크거나 같은 홀이 형성된 접착시트로 접착하여 발광소자 패키지용 기판을 제조하는 단계;c) 상기 배선판의 제2금속층 표면에 발광소자를 배치하여 발광소자 패키지를 제조하는 단계; 및d) 상기 발광소자 패키지를 납땜 리플로우(solder reflow) 공정을 통해 인쇄회로기판에 실장시 상기 관통홀에 납땜(solder)이 충진되도록 실장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 발광소자 패키지를 실장하는 방법.
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