KR20110109425A - 발광 다이오드 패키지 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20110109425A
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Abstract

발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조방법이 제공된다. 캐리어와, 발광면과 복수의 측면을 갖는 적어도 하나의 LED 칩이 제공된다. 적어도 하나의 제 1 오프닝을 갖는 제 1 마스크가 제공되고, 상기 제 1은 적어도 상기 LED 칩을 노출한다. 스프레이 코팅 장치가 상기 제 1 마스크 상에 제공되어, 제 1 스프레이 코팅 과정을 수행한다. 상기 스프레이 코팅 장치는 전후로 움직여서 상기 LED 칩 상에 제 1 인광용액을 스프레이 하여, 상기 LED 칩의 상기 발광면 및 상기 측면이 상기 스프레이되 제 1 인광용액에 의해 등각으로 커버된다. 경화 과정을 수행함으로써, 상기 제 1 인광용액이 경화되어 제 1 형광층을 형성한다. 몰딩 컴파운드가 형성되어 상기 제 1 형광층 및 상기 캐리어의 일부를 캡슐링한다.

Description

발광 다이오드 패키지 구조 및 그 제조 방법 {Light Emitting Diode Package Structure and Manufacturing Method thereof}
본원은 반도체 패키지구조 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 발광 다이오드 (LED) 패키지구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드 (LED)는 긴 수명, 작은 크기, 높은 쇼크 저항, 낮은 열 방출, 및 저전력소모와 같은 장점을 갖기 때문에, 인디케이터나 가전 제품 및 다양한 장비의 광원으로 광범위하게 응용되어 왔다. 최근에는 다양한 색채 및 고휘도를 지향하는 LED가 개발되고 있으며, 따라서, LED의 응용 영역이 대형 야외 디스플레이 보드, 교통신호등 같은 것들로 확장되었다. 장래에는 LED 칩이 전력 절감 및 환경 보호 기능을 갖는 주요 발광 광원이 될 것이다.
종래의 LED 패키지구조는 칩의 케이브 내에 몰딩 컴파운드 (compound)를 충진하는 디스펜싱 (dispensing) 과정이 행해지고 나서, 상기 몰딩 컴파운드를 경화하는 베이킹 과정이 행해져서 LED 패키지구조를 완성하는, 대량 생산으로 제조되었다. 하지만, 상기 몰딩 컴파운드는 그 안에 형광 물질을 가지며, 베이킹 과정을 기다리는 동안 형광 물질이 증착되는데, 이는 상기 칩의 케이브 내로의 늦은 충진 또는 몰딩 컴파운드 충진의 상이한 타이밍 때문이다. 따라서 형광 물질의 분배가 일정하지 않다. 즉, 대부분의 형광 물질이 케이브의 바닥이나 칩의 표면에 증착되고 작은 부분만이 몰딩 컴파운드 내에 산발적으로 분배되어, LED 패키지구조로부터 방출되는 빛의 균일성에 영향을 미친다.
나아가, 종래 LED 패키지구조의 캐리어는 다양한 모양을 가진다. 코팅 과정이 LED 칩 상에 형광층을 형성하도록 행해지면, 장비가 다양한 캐리어에 맞추어 조정되어야 한다. 따라서, 생산 효율이 감소하고 제조 비용이 증가한다.
본원은 LED 패키지구조 및 그 제조방법을 제공하여, LED 패키지구조의 발광 균일성을 향상시킨다.
본원은 LED 패키지구조의 제조방법을 제공한다. 먼저, 적어도 하나의 LED 칩이 제공된다. 상기 LED 칩은 캐리어 상에 배치되며, 상기 발광면과 연결된 복수의 측면이 제공된다. 그후, 제 1 마스크가 제공된다. 상기 제 1 마스크는 적어도 하나의 제 1 오프닝을 가지며, 상기 제 1 오프닝은 적어도 LED 칩을 노출한다. 그 후, 스프레이 코팅 장치가 제공된다. 상기 스프레이 코팅 장치는 상기 제 1 마스크 상에 배치되어 제 1 스프레이 코팅 과정을 수행한다. 상기 스프레이 코팅 장치는 상기 LED 칩 상에 제 1 인광용액을 스프레이 하도록 전후로 움직여서 상기 스프레이된 제 1 인광용액에 의해 상기 LED 칩의 상기 발광면 및 상기 측면이 등각으로 커버되도록 한다. 상기 제 1 인광용액을 경화하여 제 1 형광층을 형성하는 경화 과정이 수행된다. 나아가, 몰딩 컴파운드가 형성되어, 상기 제 1 형광층 및 상기 캐리어의 일부를 캡슐링한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 1 인광용액은 솔벤트, 젤, 및 형광 파우더를 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 1 인광용액을 경로를 따라 전후로 스프레이-코팅하는 단계 중에, 상기 LED 칩 상의 상기 제 1 인광용액 중의 솔벤트를 증발시키도록 상기 LED 칩 및 상기 캐리어 상에서 제 1 히팅 과정이 수행된다.
본원의 한 실시예에 따르면, 경화 과정을 수행하기 전에, 상기 방법은 상기 제 1 마스크를 제거하는 단계를 더 포함한다. 그후에, 상기 LED 칩 상에 제 2 마스크가 제공된다. 상기 제 2 마스크는 상기 제 1 오프닝보다 작은 적어도 하나의 제 2 오프닝을 가지며, 상기 제 2 오프닝은 상기 LED 칩의 상기 발광면에 상응하게 상기 제 1 인광용액을 노출한다. 그 후에, 제 2 스프레이 코팅 과정이 수행된다. 상기 스프레이 코팅 장치가 상기 제 2 오프닝에 의해 노출된 상기 제 1 형광층에 제 2 인광용액을 스프레이 한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 2 인광용액은 솔벤트, 젤 및 형광 파우더를 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면,상기 솔벤트는 크실렌 (xylene), n-헵테인 (n-heptane) 또는 아세톤을 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 젤은 실리콘, 실리카 젤 또는 에폭시 수지를 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 솔벤트, 상기 젤과 상기 형광 파우더는 상기 제 1 인광용액 안에서 각각 약 50%, 20% 및 30%를 차지한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 2 스프레이 코팅 과정을 수행하는 중에, 상기 방법은 상기 LED 칩 상의 상기 제 2 인광용액의 상기 솔벤트를 증발시키는 제 2 히팅 과정을 더 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 스프레이 코팅 장치는 스프레이 노즐을 포함하며, 상기 스프레이 노즐은 원자화에 의해 상기 LED 칩 상에 각각 상기 제 1 인광용액과 상기 제 2 인광용액을 스프레이 한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 경화 과정이 수행되는 동안, 상기 방법은 상기 LED 칩 상의 상기 제 2 인광용액을 경화하여 제 2 형광층을 형성하는 과정을 더 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 1 마스크가 제공되기 전에, 상기 방법은 적어도 하나의 와이어를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 LED 칩은 상기 와이어에 의해 상기 캐리어에 전기적으로 접속된다.
본원의 한 실시예에 따르면, 제 1항에 있어서, 상기 캐리어는 회로 보드 또는 리드 프레임을 포함한다.
본원은 LED 칩, 제 1 형광층, 제 2 형광층 및 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 (LED) 패키지구조를 제공한다. 상기 LED 칩은 캐리어 상에 배치되며 발광면 및 상기 발광면에 연결된 복수의 측면을 갖는다. 상기 제 1 형광층은 상기 LED 칩의 상기 발광면 및 상기 측면을 등각으로 커버한다. 상기 제 2 형광층은 상기 LED 칩의 상기 발광면 상의 상기 제 1 형광층에 배치된다. 상기 렌즈는 상기 제 1 형광층, 상기 제 2 형광층 및 상기 캐리어의 일부 상에 배치된다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 1 형광층은 젤과 형광 파우더를 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 젤은 실리콘, 실리카겔 또는 에폭시 수지를 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 2 형광층은 젤과 형광 파우더를 포함한다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 2 형광층은 상기 제 1 형광층 상에 실질적으로 동일한 두께를 갖는다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 2 형광층의 두께는 상기 제 1 형광층의 두께보다 작거나, 동일하거나 또는 크다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 제 1 형광층의 두께는 약 10μm 와 30μm 사이이며, 상기 제 2 형광층의 두께는 10μm 와 20μm 사이이다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 LED 패키지구조는 적어도 하나의 와이어를 더 포함하며, 상기 LED 칩은 상기 와이어에 의해 상기 캐리어에 전기적으로 접속된다.
본원의 한 실시예에 따르면, 상기 캐리어는 회로 보드 또는 리드 프레임을 포함한다.
상기의 관점에서, 본원에서는 인광 용액이 LED 칩의 발광면과 측면에 스프레이 되며, 형광층이 상기 LED 칩의 상기 발광면과 상기 측면 상에 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 즉, 상기 형광층이 상기 LED 칩의 상기 발광면과 상기 측면 상에 균일한 두께로 배치되며, 상기 발광층 상의 상기 형광층의 두께는 상기 측면 상의 상기 형광층의 두께와 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 LED 칩으로부터 방출되는 빛이 몰딩 컴파운드를 통해 외부 환경으로 전달되면, 상기 LED 패키지가 더 좋은 발광 균일성을 갖는다.
전술한 바 및 다른 목적과 본원의 특징과 장점을 이해할 수 있도록 만들기 위해, 바람직한 실시예가 도면과 함께 이하에 기술된다.
첨부된 도면은 발명을 보다 잘 이해하도록 하기 위해 본 명세서에 포함되었으며, 본 명세서의 일부분이다. 도면은 본원의 실시예들을 도시하며 상세한 설명과 함께 본원의 원리를 설명하기 위해 이용된다.
도 1은 본원의 일 실시예에 의한 LED 패키지구조의 단면도를 도시한다.
도 2는 본원의 일 실시예에 의한 LED 패키지구조 제조 방법의 플로우 챠트를 도시한다.
도 3A 내지 3C는 본원의 일 실시예에 의한 LED 패키지구조 제조 방법의 단면도를 도시한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 의한 LED 패키지구조의 단면도를 도시한다. 도 1을 참조하면, LED 패키지구조 (100)은 캐리어 (110), LED 칩 (120), 제 1 형광층 (130), 제 2 형광층 (140), 렌즈 및 예컨대 몰딩 컴파운드 (150)를 포함한다.
자세하게는, LED 칩 (120) 은 캐리어 (110) 상에 배치된다. 상기 LED 칩 (120)은 발광면 (122) 및, 상기 발광면 (122)에 연결된 복수의 측면 (124)을 포함한다. 상기 LED 칩 (120) 적어도 하나의 와이어 (160)에 의해 상기 캐리어 (110)에 전기적으로 접속된다. (도 1은 도시의 목적을 위해 하나의 와이어만을 도시하고 있다). 이 실시예에서, 상기 캐리어 (110)는 예컨대, 회로 보드 또는 리드 프레임이다. 상기 LED 칩 (120)은 예컨대, 블루 LED 칩, 레드 LED 칩, 그린 LED 칩 또는 퍼플 (purple) LED 칩이다.
상기 제 1 형광층 (130)은 상기 LED 칩 (120) 상에 배치되며 상기 LED 칩 (120)의 상기 발광면 (122) 상기 측면 (124)을 등각으로 커버한다. 상기 제 1 형광층 (130) 은 상기 발광면 (122)과 상기 측면 (124) 상에서 실질적으로 동일한 두께를 가진다. 즉, 상기 제 1 형광층 (130)은 상기 LED 칩 (120)의 상기 발광면 (122)과 상기 측면 (124) 상에 일정한 두께로 배치되며, 상기 발광면 (122) 상의 제 1 형광층 (130)의 두께는 상기 각 측면(124) 상의 제 1 형광층 (130)의 두께와 실질적으로 동일하다. 이 실시예에서 상기 제 1 형광층 (130 )은 젤과 형광 파우더를 포함한다.
상기 제 2 형광층 (140)은 상기 LED 칩 (120)의 상기 제 1 형광층 (130)의 일부 상에 배치된다. 상기 제 2 형광층 (140)은 상기 제 1 형광층 (130) 상에서 동일한 두께를 갖는다. 즉, 상기 제 2 형광층 (140)은 상기 LED 칩 (120)의 상기 제 1 형광층 (130)의 일부 상에 일정한 두께로 배치된다. 나아가, 이 실시예에서, 상기 제 2 형광층 (140)의 두께는 상기 제 1 형광층 (130)의 두께보다 크거나, 같거나 작을 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 형광층 (130)의 두께는 약 10 μm와 30μm 사이이며, 상기 제 2 형광층 (140)의 두께는 10μm와 20μm 사이이다. 이 실시예에서, 상기 제 2 형광층 (140)은 젤과 형광 파우더를 포함한다. 상기 제 1 형광층 (130)의 형광 파우더는 상기 제 2 형광층 (140)의 형과 파우더와 실질적으로 동일하지만, 본원은 이에 한정되지 않는다는 것을 기억해야 한다. 당업자는 상기 제 1 형광층 (130)과 상기 제 2 형광층 (140)이 필요에 따라 상이한 형광 파우더를 가질 수도 있음을 알 것이다.
상기 몰딩 컴파운드 (150)는 상기 제 1 형광층 (130), 상기 제 2 형광층 (140), 상기 와이어 (160) 및 캐리어 (110)의 일부분을 캡슐링 한다. 상기 몰딩 컴파운드는 상기 LED 칩 (120)과 상기 와이어 (160)가 온도, 습도 및 외부 환경의 신호로부터 영향을 받는 것으로부터 보호하기 위한 것이다. 이 실시예에서, 상기 몰딩 컴파운드는 예컨대, 실리콘, 실리카겔 또는 에폭시 수지를 포함한다.
상기 LED 칩 (120)의 상기 발광면 (122) 또는 측면 (124)으로부터 방출되는 색광 (color light )는 상기 몰딩 컴파운드 (150)를 통해 외부 환경으로 전달된다. 이 과정 중에, 상기 LED 칩 (120)으로부터 방출된 색광의 일부가 상기 발광면 (122)으로부터 상기 제 1 형광층 (130)과 상기 제 2 형광층 (140)을 조사하며 (irradiate), 상기 LED 칩 (120)으로부터 방출된 색광의 다른 부분은 상기 측면 (124)으로부터 상기 제 1 형광층 (130)을 조사한다. 상기 LED 칩 (120)으로부터 방출되는 색광은 각각 상기 제 1 형광층 (130)과 상기 제 2 형광층 (140)의 형광 파우더를 여기하여, 상기 LED 칩 (120) 그 자체로부터 방출된 색광과 혼합된 다른 색광을 방출하여 사람의 눈으로 볼 때 백색광을 형성한다.
이 실시예에서, 상기 제 1 형광층 (130)은 상기 LED 칩 (120)의 상기 발광면 (122)과 상기 측면 (124) 상에 일정한 두께로 배치되며, 상기 제 2 형광층 (140)은 상기 LED 칩 (120)의 상기 발광면 (122) 상의 상기 제 1 형광층 (130)의 일부에 일정한 두께로 배치된다. 따라서, 상기 제 1 형광층 (130)과 상기 제 2 형광층 (140)으로부터 방출된 색광과 상기 LED 칩 (120) 자체로부터 방출된 색광이 혼합된 색광은 더 좋은 균일성을 갖는다. 즉, 상기 혼합된 색광이 상기 광 투과성 몰딩 컴파운드 (150)를 통해 외부환경으로 전달될 때, 상기 LED 패키지 구조 (100)로부터 방출되는 빛의 균일성이 전 각도에서 개선된다. 환언하면, 본원의 상기 LED 패키지구조 (100)는 더 좋은 발광 균일성을 갖는다.
전술한 LED 패키지구조 (100) 외에, 본원은 LED 패키지구조의 제조 방법도 제공한다. 이하에서, 상기 제조방법이 첨부된 도 2와 도 3A-3C의 다이아그램을 참조하여 설명되는데, 도 1의 상기 LED 패키지구조 (100)를 예로 하여 설명된다.
도 2 는 본원의 실시예에 따른 LED 패키지구조 제조 방법의 플로우 챠트를 도시한다. 도 3A 내지 3C는 본원의 실시예에 따른 LED 패키지구조 제조 방법의 단면도를 도시한다. 도 2 와 3A를 참조하면, 단계 S301에서, 캐리어 (110)와 LED 칩 어레이 (201)가 제공된다. 상기 LED 칩 어레이 (201)는 제 1 LED 칩 (120a), 제 2 LED 칩 (120b) 및 제 3 LED 칩 (120c)을 포함한다. 도 3A의 3개의 LED 칩은 설명의 목적으로 제공되며, 본원을 제한하는 것으로 해석되지 않는다.
상세하게, 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)은 캐리어 (110) 상에 배치된다. 상기 각 LED 칩 (120a,120b, 120c)은 각각 발광면 (122a, 122b, 122c)과 상기 발광면 (122a, 122b, 122c)에 연결된 복수의 측면 (124a, 124b, 124c)을 포함한다. 상기 각 LED 칩 (120a, 120b, 120c)은 적어도 하나의 와이어 (160)를 통해 상기 캐리어 (110)에 전기적으로 접속된다. (도 3A은 설명의 목적으로 오직 하나의 와이어만을 도시하고 있다). 이 실시예에서, 상기 캐리어 (110)는 예컨대 회로 보드 또는 리드 프레임 (미도시)를 포함한다. 상기 LED 칩 어레이 (201)의 각 LED 칩 (120a, 120b, 120c)은 예컨대 블루 LED 칩, 레드 LED 칩, 그린 LED 칩 또는 퍼플 LED 칩을 포함한다.
그 후에, 단계 S302에서, 제 1 마스크 (M1)가 상기 LED 칩 어레이 (201) 상에 제공된다. 상세하게는, 상기 제 1 마스크 (M1)는 적어도 하나의 제 1 오프닝 (O1) (도 3A는 설명의 목적으로 3개의 제 1 오프닝만을 도시한다)을 도시하며, 이 제 1 오프닝들 (O1)이 각각 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상응하는 발광면 (122a, 122b, 122c)및 상기 캐리어 (110)의 일부를 노출한다.
그 후에, 단계 S303에서,스프레이 코팅 장치 (200)가 상기 제 1 마스크 (M1) 상에 제공되어, 제 1 스프레이 코팅 과정을 수행한다. 상기 스프레이 코팅 장치 (200)는 전후로 움직여서 (도 3A의 화살표 방향) 제 1 인광용액 (130')을 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c) 상에 스프레이 하여, 상기 LED 칩 (120a, 120b,120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c)과 상기 측면 (124a, 124b, 124c)이 상기 스프레이 된 제 1 인광용액 (130')에 의해 등각으로 커버될 수 있도록 한다. 본원에서, 상기 제 1 인광용액 (130')은 동일한 경로를 따라 전후로 움직이면서, 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c), 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에 스프레이 코팅된다. 따라서, 상기 형광 파우더가 상기 LED 칩 (120a)의 상기 발광면 (122a)과 상기 측면 (124a) 및, 상기 LED 칩 (120c)의 상기 발광면 (122c), 상기 측면 (123c)상에 실질적으로 동일하게 분포된다. 따라서, 상기 각 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 발광 균일성이 향상된다.
상세하게는, 상기 스프레이 코팅 장치 (200)가 2-유체 스프레이 노즐 (202)을 포함한다. 상기 2-유체 스프레이 노즐 (202) 압축 공기가 빠른 속도로 공급되어 유체를 원자화하는 원리를 사용한다. 상기 스프레이 코팅 장치 (200)는 상기 2-유체 스프레이 노즐 (202)의 원자화를 통해 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c)상에 제 1 인광용액 (130')을 스프레이 코팅한다. 이 실시예에서, 상기 제 1 인광용액 (130')은 예컨대, 솔벤트, 젤, 형광 파우더를 포함한다. 상기 솔벤트는 예컨대 크실렌 (xylene) n-헵테인 (n-heptane) 또는 아세톤을 포함한다. 상기 솔벤트, 상기 젤과 상기 형광 파우더는 각각 상기 제 1 인광용액 (130')의 50%, 20%,30%를 차지한다.
이 실시예에서, 상기 제 1 인광용액 (130')이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에 스프레이 되는 동안, 제 1 히팅 과정이 수행되어 상기 제 1 인광용액 (130')의 상기 솔벤트를 증발시킨다는 것을 명심해야 한다. 본원의 상기 제 1 인광용액 (130')은 상기 솔벤트를 포함하며, 상기 솔벤트는 상기 제 1 인광용액 (130')의 점성을 줄이는 것을 도와서, 상기 2-유체 스프레이 노즐 (202)을 채용하여 상기 제 1 인광용액 (130')을 스프레이 코팅할 때, 상기 제 1 인광용액 (130')이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에 균일하게 분포될 수 있다. 한편, 상기 제 1 히팅 과정이 수행되어, 상기 제 1 인광용액 (130')을 고형화한다. 따라서, 상기 제 1 인광용액 (130') 내의 상기 형광 파우더의 불균일한 분포는 관찰되지 않는다. 즉, 상기 제 1 히팅 과정 후에는, 상기 제 1 인광용액 (130')의 상기 형광 파우더와 약간의 젤 만이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c), 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에 남는다.
그 후, 상기 제 1 마스크 (M1)가 제거된다.
도 3B를 참조하면, 제 2 마스크 (M2)가 상기 LED 칩 (120a, 120b and 120c) 상에 제공된다. 상기 제 2 마스크 (M2)는 상기 각 LED 칩 (120a, 120b,120c)과 상기 스프레이 코팅 장치 (200) 사이에 제공된다. 상기 제 2 마스크 (M2)는 적어도 하나의 제 2 오프닝 (O2) (도 3B는 설명을 위해 3개의 오프닝만을 도시한다.)을 포함하며, 상기 제 2 오프닝들은 (O2) 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 해당부분 상의 상기 제 1 인광용액 (130') 일부를 노출한다.
그 후에, 도 3B를 참조하면, 제 2 스프레이-코팅 과정이 수행된다. 상기 스프레이 코팅 장치 (200)는 전후로 움직여서 (도 3B의 화살표 방향) 제 2 인광용액 (140')을 상기 제 2 오프닝 (O2)에 의해 노출된 (O2), 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 인광용액 (130') 일부에 스프레이 한다. 이 실시예에서, 상기 제 2 인광용액 (140')이 상기 2-유체 스프레이 노즐 (202) 의 원자화를 통해 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 인광용액 (130') 일부 상에 스프레이 코팅된다. 상기 제 2 인광용액 (140')은 예컨대, 솔벤트, 젤, 형광 파우더를 포함한다. 상기 솔벤트는 예컨대 크실렌 (xylene) n-헵테인 (n-heptane) 또는 아세톤을 포함한다. 상기 솔벤트, 상기 젤과 상기 형광 파우더는 각각 상기 제 1 인광용액 (140')의 50%, 20%,30%를 차지한다.
이 실시예에서, 상기 제 2 인광용액 (140')이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 인광용액 (130') 상에 스프레이 되는 동안, 제 2 히팅 과정이 수행되어 상기 제 2 인광용액 (140') 안의 솔벤트를 증발시킨다는 것을 명심해야 한다. 본원의 상기 제 2 인광용액 (140')은 솔벤트를 포함하며, 상기 솔벤트는 상기 제 2 인광용액 (140')의 점성이 감소되는 것을 도와서 상기 2-유체 스프레이 노즐 (202)이 채용되어 상기 제 2 인광용액 (140')을 스프레이 하면, 상기 제 2 인광용액 (140')이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 인광용액 (130') 상에 균일하게 분포될 수 있다. 한편, 상기 제 2 히팅 과정이 수행되어, 상기 제 2 인광용액 (140')을 고형화한다. 따라서, 상기 제 2 인광용액 (140') 내의 형광 파우더의 불균일한 분포가 관찰되지 않는다. 즉, 상기 제 2 히팅 과정 후에는, 상기 제 2 인광용액 (140')내의 형광 파우더와 약간의 젤만이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 인광용액 (130') 상에 남는다.
나아가, 이 실시예에서, 상기 제 1 인광용액 (130')은 상기 제 2 인광용액 (140')과 실질적으로 동일하지만, 본원은 이에 한정되지 않는다. 물론 상기 제 1 인광용액 (130')이 상기 제 2 인광용액 (140')과 다를 수 있는데, 이는 상기 인광용액에 사용된 형광물질이 다르기 때문이며, 이 또한 본원에 채용가능한 기술적 수단이며 본원의 권리범위 안에 포함된다.
그 후에, 단계 S304에서 경화 과정이 수행되어, 상기 제 1 인광용액 (130')을 경화하여 제 1 형광층 (130)을 형성하고, 상기 제 2 인광용액 (140')을 경화하여 제 2 형광층 (140)을 형성한다. 상세하게는, 상기 제 1 형광층 (130)은 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에서 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 즉, 상기 제 1 형광층 (130)이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c)에 균일한 두께로 배치된다. 상기 각 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 형광층 (130)의 두께는 상기 각 측면 (124a, 124b, 124c) 상의 상기 제 1 형광층 (130)의 두께와 동일하다. 상기 제 2 형광층 (140)은 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 형광층 (130) 부분에서 실질적으로 동일한 두께를 가지며, 상기 제 2 형광층 (140)의 두께는 상기 제 1 형광층 (130)의 두께보다 작거나, 동일하거나 크다.
그 후, 상기 제 2 마스크 (M2)가 제거된다.
그 후, 단계 S305에서, 몰딩 컴파운드 (150)가 형성되어, 상기 제 1 형광층 (130), 상기 제 2 형광층 (140), 상기 와이어 (160) 및 상기 캐리어 (110)의 일부를 캡슐링한다. 상기 몰딩 컴파운드 (150)는 상기 LED 칩 (120a, 120b 120c)과 각 와이어 (160)가 외부 환경의 온도, 습도 및 신호로부터 영향을 받는 것으로부터 보호하기 위한 것이다. 이 실시예에서, 상기 몰딩 컴파운드는 예컨대, 광투과 에폭시 수지 또는 실리콘을 포함한다. 나아가, 도 3C에 도시된 것처럼, 개별화 과정이 수행되어, 복수의 독립된 LED 패키지구조 (100)가 형성된다.
요컨대, 본원의 방법에서는, 상기 제 1 인광용액 (130')이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에 스프레이 된다. 따라서, 상기 제 1 형광층 (130)이 균일한 두께로 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b,122c) 및 상기 측면 (124a, 124b, 124c) 상에 배치된다. 상기 각 발광면 (122a, 122b,122c) 상의 상기 제 1 형광층 (130)의 두께는 상기 각 측면 (124a, 124b, 124c)의 상기 제 1 형광층 (130)의 두께와 실질적으로 동일하다. 따라서,본원의 제조방법에 의해 상기 각 LED 패키지구조 (100)의 발광 균일성이 향상된다.
나아가, 상기 각 LED 칩 ( 120a, 120b, 120c)으로부터 방출되는 색광은 매우 지향성을 갖는다 (즉, 상기 발광면으로부터 더 강한 빛이 방출된다). 이 문제를 해결하기 위해, 본원에서는 상기 제 1 스프레이 코팅 과정 후에, 상기 제 1 마스크 (M1)와 크기가 다른 제 2 마스크 (M2)를 사용하여 제 2 스프레이 코팅 과정을 수행하여, 상기 각 LED 칩 ( 120a, 120b, 120c)의 상기 제 1 형광층 (130) 상에 제 2 형광층 (140)을 형성한다. 환언하면, 크기가 다른 마스크를 사용함으로써, 상기 각 LED 칩 (120a, 120b, 120c) 상에 부분적인 멀티-인광층 구조가 형성되어, 각 LED 패키지구조 (100)의 발광 균일성이 향상된다.
나아가, 상기 스프레이 코팅 장치 (200)는, 동일 경로를 따라 전후로 움직여서, 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b, 122c)의 상기 제 1 형광층 (130) 상에 상기 제 2 인광용액 (140')을 스프레이 한다. 따라서, 상기 제 2 형광층 (140)이 상기 LED 칩 (120a, 120b, 120c)의 상기 발광면 (122a, 122b, 122c)의 상기 제 1 형광층 (130) 상에 균일한 두께로 배치된다. 따라서, 상기 제 1 형광층 (130)과 상기 제 2 형광층 (140)으로부터 방출된 색광이 상기 각 LED 칩 (120a, 120b, 120c)으로부터 방출된 색광과 혼합되고, 이 혼합된 색광이 상기 몰딩컴파운드 (150)를 통해 외부 환경으로 전달되면, 상기 각 LED 패키지구조 (100)로부터 방출된 빛의 균일성이 전 각도에 걸쳐 개선된다. 즉, 본원의 상기 방법에 의해 각 LED 패키지구조 (100)는 개선된 발광 균일성을 갖는다.
요약하면, 상기 제 1 인광용액이 동일 경로를 따라 전후로, 상기 LED 칩의 상기 발광면과 상기 측면에 스프레이되고, 상기 제 2 인광용액이 동일한 방법으로 상기 제 1 형광층 (130)에 스프레이 된다. 따라서, 상기 제 1 형광층이 상기 LED 칩의 상기 발광면과 상기 측면에 균일한 두께로 배치되고, 상기 제 2 형광층이 상기 발광면의 상기 제 1 형광층에 균일한 두께로 배치된다. 따라서, 상기 제 1 형광층 및 / 또는 상기 제 2 형광층으로부터 방출된 색광이 상기 각 LED 칩 자체로부터 방출된 색광과 혼합되며, 상기 혼합된 색광이 상기 몰딩 컴파운드를 통해 외부 환경으로 전달되면, 각 LED 패키지구조로부터 방출되는 빛의 균일성이 전 각도에 걸쳐 더 좋아진다. 환언하면, 본원의 각 LED 패키지구조는 더 좋은 발광 균일성을 갖는다.
본 발명이 상기의 바람직한 실시예들에서 전술되었지만, 본원은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원의 범위와 정신을 벗어나지 않고 변형 및 개선이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 본원의 범위가 하기의 청구범위에 의해 정의된다.

Claims (22)

  1. 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법에 있어서,
    캐리어와 전기적으로 연결되며 발광면 및 상기 발광면과 연결된 복수의 측면을 포함하는, 적어도 하나의 LED 칩을 제공하는 단계;
    상기 LED 칩과 관련하여 위치하는 적어도 하나의 제 1 오프닝을 갖는, 제 1 마스크를 제공하는 단계;
    스프레이 코팅 장치를 제공하는 단계로서, 상기 스프레이 코팅 장치는 상기 제 1 마스크 상에 배치되어 제 1 스프레이 코팅 과정을 수행하며, 상기 LED 칩 상에 제 1 인광용액을 스프레이 하도록 전후로 움직여서 스프레이 된 제 1 인광용액에 의해 상기 LED 칩의 상기 발광면 및 상기 측면이 등각으로 커버되도록 하는, 스프레이 코팅 장치 제공 단계;
    상기 제 1 인광용액을 경화하여 제 1 형광층을 형성하는 경화 과정을 수행하는 단계; 및
    몰딩 컴파운드를 형성하여 상기 제 1 형광층 및 상기 캐리어의 일부를 캡슐링하는 단계를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 인광용액은 솔벤트, 젤, 및 형광 파우더를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 인광용액을 경로를 따라 전후로 스프레이-코팅하는 단계 중에, 상기 LED 칩 상의 상기 제 1 인광용액 중의 솔벤트를 증발시키도록상기 LED 칩 및 상기 캐리어 상에서 제 1 히팅 과정를 수행하는 단계를 더 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 경화 과정을 수행하기 전에, 상기 방법은
    상기 제 1 마스크를 제거하는 단계;
    상기 LED 칩 상에 제 2 마스크를 제공하는 단계로서, 상기 제 2 마스크는 상기 제 1 오프닝보다 작은 적어도 하나의 제 2 오프닝을 가지며, 상기 제 2 오프닝은 상기 LED 칩의 상기 발광면에 상응하게 상기 제 1 인광용액의 일부를 노출하는, 제 2 마스크 제공 단계; 및
    상기 스프레이 코팅 장치가 상기 제 2 오프닝에 의해 노출된 상기 제 1 형광층의 일부에 제 2 인광용액을 스프레이 하는 제 2 스프레이 코팅 과정을 더 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 2 인광용액은 솔벤트, 젤 및 형광 파우더를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 솔벤트는 크실렌 (xylene), n-헵테인 (n-heptane) 또는 아세톤을 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 젤은 실리콘, 실리카겔 또는 에폭시 수지를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 솔벤트, 상기 젤과 상기 형광 파우더는 상기 제 1 인광용액에서 각각 약 50%, 20% 및 30%를 차지하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제 2 스프레이 코팅 과정을 수행하는 중에, 상기 방법은 상기 LED 칩 상의 상기 제 2 인광용액의 솔벤트를 증발시키는 제 2 히팅 과정을 더 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  10. 제4항에 있어서, 상기 스프레이 코팅 장치는 스프레이 노즐을 포함하며, 상기 스프레이 노즐은 원자화에 의해 상기 LED 칩 상에 상기 제 1 인광용액과 상기 제 2 인광용액을 각각 스프레이 하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 경화 과정이 수행되는 동안, 상기 방법은 상기 LED 칩 상의 상기 제 2 인광용액을 경화하여 제 2 형광층을 형성하는 과정을 더 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제 1 마스크가 제공되기 전에, 상기 방법은 적어도 하나의 와이어를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 LED 칩은 상기 와이어에 의해 상기 캐리어에 전기적으로 접속되는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 캐리어는 회로 보드 또는 리드 프레임을 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조의 제조 방법.
  14. 캐리어 상에 배치되며 발광면 및 상기 발광면에 연결된 복수의 측면을 갖는 LED 칩;
    상기 LED 칩의 상기 발광면 및 상기 측면을 등각으로 커버하는 제 1 형광층 ;
    상기 LED 칩의 상기 발광면 상의 상기 제 1 형광층의 일부에 배치되는 제 2 형광층; 및
    상기 제 1 형광층, 상기 제 2 형광층 및 상기 캐리어의 일부 상에 배치되는 렌즈를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제 1 형광층은 젤과 형광 파우더를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  16. 제15항에 있어서, 상기 젤은 실리콘, 실리카겔 또는 에폭시 수지를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제 2 형광층은 젤과 형광 파우더를 포함하는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  18. 제14항에 있어서, 상기 제 2 형광층은 상기 제 1 형광층 상에 실질적으로 동일한 두께를 갖는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  19. 제14항에 있어서, 상기 제 2 형광층의 두께는 상기 제 1 형광층의 두께보다 작거나, 동일하거나, 또는 큰, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제 1 형광층의 두께는 약 10μm 와 30μm 사이이며, 상기 제 2 형광층의 두께는 10μm 와 20μm 사이인, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  21. 제14항에 있어서, 적어도 하나의 와이어를 더 포함하며, 상기 LED 칩은 상기 와이어에 의해 상기 캐리어에 전기적으로 접속되는, 발광 다이오드 (LED) 패키지구조.
  22. 제21항에 있어서, 상기 캐리어는 회로 보드 또는 리드 프레임을 포함하는, 발광 다이오드 패키지 구조.
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