KR20110110957A - Ｌｅｄ 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플랙시블한 절연성 기판; 상기 기판의 상부면에 서로 절연되게 형성되어 있는 제 1 및 제 2 전극층; 및 LED 베어칩을 포함하는 LED 패키지에 있어서, 상기 어느 하나의 전극층 상부에 LED 베어칩이 다이 본딩방식으로 결합되고, 상기 LED 베어칩과 다른 하나의 전극층과 와이어를 통해서 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 액정표시장치(LCD) 등의 백 라이트 유닛(BLU;Back Light Unit) 및 조명용으로 사용 가능한 발광소자(Light Emitting Diode;이하 "LED"라 한다) 패키지 및 이를 구비하는 LED 어레이 모듈에 관한 것이다.
LED는 수명이 길고 소비전력이 적다는 이점이 있어 전기, 전자분야뿐만 아니라 광고분야에서도 많이 사용되고 있다. 최근 LED를, 예컨대 액정표시장치의 백 라이트 유닛으로 이용하려는 시도가 활발히 진행되고 있으며, 향후 옥내외 조명으로 일상 생활에서도 널리 사용될 것이다. 이와 같이 LED의 적용범위가 확대됨에 따라 소형이면서도 열 방출이 용이한 LED 패키지에 대한 관심이 높아지고 있다.
LED를 액정표시장치의 백 라이트 유닛이나 조명용으로 사용하기 위해서는 높은 파워(High Power)가 요구된다. 그러나, LED의 성능은 온도 상승에 따라 지수 함수적으로 급격히 감소하기 때문에, LED 패키지의 방열은 매우 중요하게 다루어져야 한다. 또한, 다수의 LED가 배열된 어레이 모듈화에 있어서, 발광효율과 방열성능이 우수한 패키지의 구조가 요구되고 있다.
종래의 플랙시블 LED 조명은 도 1과 같이 기 패키징된 LED 모듈을 인쇄회로 기판상에 솔더링에 또는 기타 방법으로 실장 방법으로 LED 조명기기 장치가 제조되었다. 상기 조명장치는 기판(11)상에 회로전극(12)이 형성되고 솔더(13)를 통하여 LED 패키징 모듈(10)이 장착되어 있는 것을 나타낸다.
상기 방법은 LED 칩 모듈 제작시 LED 베어칩을 구입하여 도 1과 같이 리드 단자 위에 와이어 본딩, 열압착 등의 플립칩 본딩 방법을 이용하여 LED 패키징 모듈(10)을 제조하고, LED 모듈을 구매, 연성회로(FPCB) 기판(11) 또는 리지드 피씨비(PCB) 기판상에 솔더링 방법으로 연성 또는 경성 LED 조명 기기가 제작하는 복잡한 공정이 필요하다. 또한, 상기 방법은 LED 모듈 패키징 제조 공정 및 LED 조명 기기 제조 업체의 솔더링(에스엠티) 공정의 두 단계 공정가 필요하기 때문에 LED 조명 제조 단가가 상승된다.
한편, LED 패키징 모듈을 연성 또는 경성 기판상에 솔더링 후 언더필이 필요로 하기 때문에 LED 조명기기 전체의 두께가 두껍고, 유연성이 그 두께로 인해 구부림 특성 현저히 저하되고, LED 모듈 리드 단자와 단자 사이 즉 언더필 부분이 공간으로 존재하고 있어 이 공간을 금속에 비해 열전도율이 낮은 에폭시와 같은 수지로 언더필이 되어 LED 칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 없고, 열에 의한 LED 수명이 단축과 신뢰성 저하의 요인이 된다.
이와 같이, 종래의 제조 공정으로 제작된 LED 조명 기기 연성 또는 경성 PCB 기판상의 구리전극 회로 위에 솔더링 후 LED 패키징 모듈이 실장된 구조로 되어 있어 경박단소화의 한계를 가지고 있으며, LED 조명기기의 총 두께가 두꺼워져 전극 회로 부분과 LED 패키징 모듈의 솔더링 부분의 방습 방수 처리시 별도의 몰딩 공정이 필요로 하고, 또한 전극회로 부분에 절연 수지를 스크린 인쇄 방법으로 방수 처리를 한다. 하지만, 인쇄시 수지에 핀홀이 형성되고, 굴곡 각도, 굴곡 횟수에 따라 방습 방수 코팅된 수지에서 크랙이 발생하여 방수 방습 기능을 저하를 초래하고 LED 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 베어칩를 어느 한 전극 회로에 다이 본딩시키고, 또 다른 전극에는 와이어 본딩에 의해 연결되는 방식을 통하여 연성회로 기판에 상에 LED 베어칩을 직접 패키징할 수 있는 LED 패키지를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
플랙시블한 절연성 기판; 상기 기판의 상부면에 서로 절연되게 형성되어 있는 제 1 및 제 2 전극층; 및 LED 베어칩을 포함하는 LED 패키지에 있어서, 상기 어느 하나의 전극층 상부에 LED 베어칩이 다이 본딩방식으로 결합되고, 상기 LED 베어칩과 다른 하나의 전극층과 와이어를 통해서 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지를 제공한다.
상기 전극층 상에는 투명재질로 형성된 절연성 보호층이 형성된 것을특징으로 하며, 상기 보호층은 투명한 솔더마스크인 것이 바람직하다.
상기 기판은 폴리머 재질인 것이 바람직한데, 상기 폴리머 재질로는 폴리이미드 필름, PET 필름, PEN 필름 또는 아크릴 필름 중에서 선택된 것을 사용한다.
본 발명에 따른 LED 패키지를 사용함으로써, LED 베어칩을 직접 패키징할 수 있어 공정 비용 및 재료를 절감할 수 있다. 또한 연성 플라스틱 필름 기판상 접착제 없이 스퍼터링 방법을 채택하여 굴곡성이 우수하고, LED 조명기기 형상의 자유도가 높아 양면 접착 테이프을 이용하여 복잡한 모양의 기기 또는 장치에 부착이 자유로운 효과가 있다.
또한, 플라스틱 필름 한 쪽에 회로를 형성하고 LED 칩을 본딩시키고, 반대면 플라스틱 필름에 금속반사층을 스퍼티링 또는 증착 방법으로 코팅함으로서 빛을 전반사시킬 수 있어 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 기존의 패키징된 LED 모듈을 이용한 조명장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 나타낸 단면도이다.
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 일 실시예에 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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 나타낸 단면도이다. 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지는 플랙시블한 절연성 기판(100), 상기 기판(100) 상에 형성된 제 1 및 제 2 전극층(110-1, 110-2), 상기 전극층에 전기적으로 연결되도록 기판상에 탑재되는 LED(140), 상기 전극층 상에 형성된 투명한 보호층(150)을 구비한다. 특히, 상기 어느 하나의 전극층(110-1, 110-2) 상부에 LED 베어칩(140)이 다이 솔더(111)를 매개로 본딩방식으로 결합되고, 상기 LED 베어칩과 다른 하나의 전극층과 와이어(130)를 통해서 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판(100)은 얇은 두께로서 외력에 의해서 충분히 변형이 가능하다. 이 기판은 절연성 재질 예컨대, 폴리머(Polymer) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 폴리머 재질로는 폴리이미드(polyimide) 필름, 투명 또는 불투명(백색) 피이티(PET,Polyester: Polyethylene Terephthalate)필름, 투명 또는 불투명 피이엔(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카본네이트(Polycarbonate)필름, 아크릴(PMMA)필름 또는 피피에스(PPS : Polyphenylene Sulfide) 투명 또는 불투명 고분자 필름 중에서 선택된 것을 사용한다.
상기 기판(100)에 상기 제 1 및 제 2 전극층(110-1, 110-2)이 소정 패턴으로 마련된다. 상기 제 1 및 제 2 전극층(110-1, 110-2)은 금속 예컨대, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 은(Ag), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 금(Au), 니켈(Ni)을 포함하는 금속물질 중에서 선택된 적어도 어느 한 물질로 단층 또는 복합층으로 증착, 스퍼터링, 도금과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극층(110-1, 110-2)은 서로 절연된 상태로 기판의 대부분을 덮도록 마련됨으로써, 전극으로서의 역할과 함께 광반사면으로서도 작용하게 된다. 또한, 더욱 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 전극층의 외측면에는 광반사율을 높이기 위해서 전극층을 형성한 후에 그 표면에 금속물질로 코팅처리한 코팅층을 더 형성시키는 것도 가능하다.
또한, 기판 하부면에는 고반사 특성을 가지는 금속을 이용한 스퍼터링 코팅층(120)이 형성될 수 있는데, 상기 금속으로는 알루미늄이나 은을 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 전극층 및 제 2 전극층(110-1, 110-2)의 회로에 비교적 내열도가 낮은 플라스틱 필름 가판일 경우에는 저온 경화 실버 에폭시가 도포되며, 또는 기판 소재인 베이스 필름의 내열도가 높은 경우 솔더(111)가 도포된다. 상기 전극층들은 구리 스퍼터층, 구리 도금층 및 골도 도금층을 포함한다.
상기 LED(140)는 솔더 범프(111)에 의해서 제 1 전극층 상부에 전기적으로 연결되고, 와이어(130)에 의해서 제 2 전극층에 전기적으로 연결된다. 추가로 선택적으로 LED(140)를 덮어서 보호하기 위해 보호층(150)을 기판에 본딩되어 결합된다. 또한, 상기 보호층(150) 대신에 LED를 감싸도록 투명한 재질의 렌즈를 마련할 수도 있다.
상기 보호층(150)은 제 1 및 제 2 전극층을 덮도록 소정 두께로 형성되며, 제 1 및 제 2 전극층을 광 반사면으로 사용할 수 있도록 투명하고 절연성을 가지는 재질로 형성된다. 이 보호층(150)은 광 투과도를 저하시키지 않도록 투명한 열경화성 접착제 또는 투명한 핫멜트 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 캡(160)은 LED 패키지가 외부 환경에 노출된 회로를 방수 및 방습 처리하기 위하여 고 투명 핫 멜트(Hot Melt; 열 용해성) 필름 또는 핫 멜트 수지를 이용하여 코팅을 하고, 필요에 따라 고 투명 PET, 고투명 PMMA 필름, 고 투명 폴리카본내이트(PC) 등 고투명 플라스틱 필름들을 사용할 수 있으며, 요구 특성에 따라 선택적으로 합지(laminate)하는 방식을 사용하기도 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는, 기판의 표면에 전극들을 넓게 도포하여 형성시킴으로써, 전극의 역할과 함께 광반사면으로도 사용할 수 있기 때문에 광반사율을 높일 수 있게 된다. 또한, 각 전극층은 투명한 재질의 절연성 보호층으로 덮힌 구조이므로, 외부로부터 전극들을 보호하는 한편, 전극들을 반사면으로 사용하는데 효과적이다.
또한, 상기와 같은 구조를 가지는 LED 패키지의 경우, 그 두께가 얇기 때문에 외력에 의해서 변형이 가능한 플렉시블한 구조를 가진다. 따라서, 어레이 구조를 갖출 경우, 다양한 형태의 램프나 조명 등에 효과적으로 적용할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: LED 패키징 모듈 11: 기판
12: 회로전극 100: 절연성 기판
110-1: 제 1 전극층 110-2: 제 2 전극층
111: 솔더 130: 와이어
140: LED 150: 보호층
160: 캡
12: 회로전극 100: 절연성 기판
110-1: 제 1 전극층 110-2: 제 2 전극층
111: 솔더 130: 와이어
140: LED 150: 보호층
160: 캡
Claims (5)
- 플랙시블한 절연성 기판; 상기 기판의 상부면에 서로 절연되게 형성되어 있는 제 1 및 제 2 전극층; 및 LED 베어칩을 포함하는 LED 패키지에 있어서, 상기 어느 하나의 전극층 상부에 LED 베어칩이 다이 본딩방식으로 결합되고, 상기 LED 베어칩과 다른 하나의 전극층과 와이어를 통해서 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전극층 상에는 투명재질로 형성된 절연성 보호층이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
- 청구항 2에 있어서,
상기 보호층은 투명한 솔더마스크인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기판은 폴리머 재질인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
- 청구항 4에 있어서,
상기 폴리머 재질은 폴리이미드 필름, PET 필름, PEN 필름 또는 아크릴 필름인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100030272A KR20110110957A (ko) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | Ｌｅｄ 패키지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100030272A KR20110110957A (ko) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | Ｌｅｄ 패키지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110110957A true KR20110110957A (ko) | 2011-10-10 |
Family
ID=45027255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100030272A KR20110110957A (ko) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | Ｌｅｄ 패키지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20110110957A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140042686A (ko) * | 2012-09-28 | 2014-04-07 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 보호 부재가 달린 발광 장치 |
| US9745459B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-08-29 | Dow Global Technologies Llc | Redispersible polymer powder |
| JP2018523286A (ja) * | 2015-04-02 | 2018-08-16 | タクトテク オーユー | 埋込みエレクトロニクスを有するマルチ材料構造体 |
| KR20200006726A (ko) * | 2018-07-11 | 2020-01-21 | 세풍이엔피공업 주식회사 | 접착형 ｕｖ ｌｅｄ 발광 시트 |
| EP3918644A4 (en) * | 2019-01-31 | 2022-10-26 | LG Electronics Inc. | SEMICONDUCTOR ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, METHOD FOR MAKING IT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING IT |
-
2010
- 2010-04-02 KR KR1020100030272A patent/KR20110110957A/ko not_active Application Discontinuation
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| US11978821B2 (en) | 2019-01-31 | 2024-05-07 | Lg Electronics Inc. | Semiconductor light emitting element with magnetic layer, manufacturing method thereof, and display device including the same |
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