KR20110125990A - Ｌｅｄ패키지 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 패키지를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 상태에서 절단홈을 형성하여 발광층의 측면에도 형광체가 도포되도록 함으로써 색컨트롤을 용이하게 할 수 있는 LED 패키지 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 a) 기재층과 발광층을 구비하는 기판을 제공하는 단계; b) 상기 기재층의 표면이 노출되도록 일정패턴을 갖는 절단홈을 형성하여 복수 개의 개별 발광층을 형성하는 단계; c) 상기 개별 발광층의 외부면에 형광체를 코팅하는 단계; 및 d) 상기 절단홈을 따라 절단하여 복수 개의 LED 패키지를 개별적으로 분리하는 단계;를 포함한다.

Description

ＬＥＤ패키지 제조방법{LED Package Manufacturing Method}
본 발명은 LED 패키지를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 상태에서 절단홈을 형성하여 발광층의 측면에도 형광체가 도포되도록 함으로써 색컨트롤을 용이하게 할 수 있는 LED 패키지 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변화시켜 신호를 보내고 받는데 사용되는 반도체의 일종으로 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등 일상 생활의 전반에 걸쳐 사용되고 있다.
그리고, 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선을 구현하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 LED 패키지의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 LED 패키지가 제조되는 과정을 순차적으로 나타낸 단면도로서, 먼저 도 1a와 같이 기재층(10)을 형성하는 기판이 제공되고, 상기 기판 상에 균일한 두께로 발광층(20)을 형성한다.
연이어, 상기 발광층(20)의 상부면에 다양한 색상을 발현시킬 수 있도록 균일한 두께로 형광체(30)를 도포하여 준 후 개별적인 크기에 맞도록 절단하여 줌으로써 여러 개의 개별적인 LED 패키지(1)를 제조하게 된다.
그러나 이러한 종래의 LED 패키지 제조 방법에 따라 제조된 LED 패키지(1)는 발광층(20)의 상부면에만 형광체(30)가 존재하고 절단되는 측면부분에는 형광체(30)가 도포되지 않음으로써 LED 패키지(1)의 상부면과 측면부로 발광되는 빛의 색깔이 서로 다르게 나타나게 된다.
일예로 상기 발광층(20)을 청색 LED로 대표되는 GaN 계 질화물로 형성하고 백색광이 노출될 수 있도록 발광층(20)의 상부면에 형광체(30)가 도포되는 경우, 상기 LED 패키지(1)의 상부면에는 발광층(20)과 형광체(30)의 작용을 통해 원하는 백색광이 노출되는 반면에, LED 패키지(1)의 양 측면에는 형광체(30)가 도포되지 않아서 청색광이 그대로 노출되어 제품의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 상에 구비되는 발광층에 절단홈을 형성하여 발광층의 측면에도 형광체가 도포될 수 있는 LED 패키지 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 a) 기재층과 발광층을 구비하는 기판을 제공하는 단계; b) 상기 기재층의 표면이 노출되도록 일정패턴을 갖는 절단홈을 형성하여 복수 개의 개별 발광층을 형성하는 단계; c) 상기 개별 발광층의 외부면에 형광체를 코팅하는 단계; 및 d) 상기 절단홈을 따라 절단하여 복수 개의 LED 패키지를 개별적으로 분리하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 발광층은 적색 계열, 녹색 계열, 청색 계열로 이루어진 군 중에서 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 절단홈의 두께는 상기 발광층의 상부에 코팅되는 형광체의 두께보다 적어도 2배 이상으로 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절단홈은 기계가공이나 레이저가공에 의해 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 c)단계는 상기 발광층의 상부면 및 상기 절단홈에 형광체가 동시에 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 상기 형광체는 스핀코팅 또는 디스펜싱 형태로 도포될 수 있다.
바람직하게는, 상기 c)단계는 상기 개별 발광층의 상부와 측부에 형광체가 동일한 두께를 갖도록 개별적으로 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 상기 형광체는 몰딩에 의해 도포될 수 있다.
바람직하게는, 상기 e)단계는 상기 개별 발광층의 상부 및 측부에 코팅된 형광체가 동일한 두께를 갖도록 절단될 수 있다.
바람직하게는, 상기 e)단계는 상기 개별 발광층의 측부에 코팅되는 형광체와 상기 기재층에 의해 형성되는 경계선이 절단될 수 있다.
바람직하게는, 상기 e)단계는 레이저 가공으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 기판 상에 구비되는 발광층에 절단홈을 형성하여 발광층의 측면에도 형광체가 도포되도록 함으로써 색컨트롤을 용이하게 하고 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 LED 패키지 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 패키지 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 패키지 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따라 LED 패키지(100)를 제조하기 위해서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 통상의 기재층(110)에 발광층(120)이 구비된 기판이 제공된다.
상기 기재층(110)은 전면 바로강 및 배면 발광 또는 양면 발광에 따라 기판의 재료를 선택하여 사용하며, 투명성이 있는 재료를 사용할 수도 있다.
그리고 이와 같은 기재층(110)은 사파이어 기판이 사용될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 Si 기판이 사용될 수도 있음을 밝혀둔다.
상기 기재층(110) 상에 구비되는 발광층(120)은 화합물반도체가 조합되어 LED의 발광파장을 결정하는 것으로, 적색 계열과 녹색 계열 및 청색 계열로 이루어진 군 중에서 어느 하나 이상이 조합되어 선택되어 질 수 있다.
이러한 발광층(120)이 구비된 기판이 제공되면, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 기재층(110)의 표면이 외부로 노출되도록 일정패턴을 갖는 절단홈(140)을 형성하여 상기 발광층(120)을 복수 개의 개별적인 발광층(120)으로 분리하게 된다.
즉, 상기 기재층(110) 상에 구비된 발광층(120)에 일정패턴의 절단홈(140)을 갖도록 그루빙(grooving)하여 이후 절단과정에서 일정패턴으로 형성된 절단홈(140)을 통하여 절단과정이 이루어지도록 한다.
본 발명의 LED 패키지 제조방법은 이와 같이 상기 발광층(120) 상에 형광체(130)를 코팅하기 전 그루빙을 통하여 절단홈(140)을 형성함으로써 개별적으로 분리되는 발광층(120)의 양 측면에도 형광체(130)가 도포될 수 있게 되는 것이다.
이로 인해 발광층(120)의 상부 및 측면으로 빛은 서로 동일한 색을 갖고 외부로 노출될 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 발광층(120)에 일정패턴으로 형성되는 절단홈(140)은 기계가공이나 레이저가공을 통하여 형성될 수 있으며, 공정 중 그루빙되는 절단홈(140)의 깊이를 조절하여 상기 기재층(110)의 상부면에 흠이 생기지 않도록 유의한다.
또한, 상기 발광층(120)을 개별적인 복수 개의 발광층(120)으로 분리시키는 절단홈(140)의 두께(t1)는 다음 공정에서 발광층(120)의 상부에 코팅되는 형광체(130)의 두께(t2)보다 적어도 2배 이상 형성되는 것이 바람직하다.
이는 개별적으로 분리된 발광층의 상부면(a)은 물론 발광층의 측면(b)부분에도 형광체(130)가 코팅되기 때문에 이웃하는 발광층(120)의 측면(b)에 각각 코팅되는 형광체의 두께(t3)를 확보하기 위함이다.
연속하여, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 절단홈(140)에 의해 개별적으로 분리된 발광층(120)의 외부면이 밀폐되도록 형광체(130)가 코팅된다. 이때, 상기 형광체(130)는 상기 발광층(120)의 상부면과 더불어 그루빙 작업을 통하여 형성된 절단홈(140)도 동시에 코팅되도록 한다.
이로 인해, 상기 개별적으로 분리된 발광층(120)은 외부로 노출된 표면이 상기 형광체(130)에 의해 모두 코팅됨으로써 상기 발광층(120)을 통하여 외부로 노출되는 빛의 색이 모두 동일하게 노출되게 된다.
이와 같이 개별적으로 분리된 발광층(120) 및 절단홈(140)을 동시에 코팅하는 형광체(130)는 스핀코팅이나 디스펜싱 방식에 의해 균일하게 코팅되도록 한다.
이때, 상기 형광체(130)는 상기 기재층(110) 상에 구비되는 발광층(120)의 종류와 연계되어 사용목적에 맞게 선택하도록 한다.
이후, 도 2d에 도시된 바와 같이 본 발명의 LED 패키지(100)는 상기 절단홈(140)을 따라 절단함으로써 복수 개의 LED 패키지(100)를 개별적으로 분리하여 완성하게 된다.
이러한 절단 작업은 여러 가지 방식이 가능하나 정밀한 가공이 이루어지도록 레이저 가공을 통하여 수행하도록 한다.
이때, 상기 절단 작업은 상기 발광층(120)을 개별적으로 분리시키는 절단홈(140)을 따라 수행되는데 발광층(120)의 상부에 코팅된 형광체의 두께(t2)와 발광층(120)의 측면에 코팅된 형광체의 두께(t3)가 서로 동일한 두께로 형성되도록 한다.
이는 발광층(120)을 감싸는 형광체(130)의 두께를 동일하게 하여 발광층(120)으로부터 형광체(130)를 통과하여 외부로 노출되는 빛이 균일한 조도 및 파장으로 노출될 수 있도록 함으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있도록 하기 위함이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 LED 패키지(100)의 제조 과정을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 LED 패키지(100) 제조 방법은 기재층(110)과 발광층(120) 및 발광층(120)을 일정패턴을 갖는 절단홈(140)에 의해 개별적으로 분리된 발광층(120)에 형성하는 과정은 상기 제1실시예와 동일하므로 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 LED 패키지 제조 방법은 그루빙 공정을 통하여 상기 발광층(120)에 절단홈(140)을 형성하여 발광층(120)을 개별적으로 분리한 후, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 절단홈(140)에 의해 개별적으로 분리된 발광층(120)의 외부면이 밀폐되도록 형광체(130)가 코팅된다.
이때, 상기 절단홈(140)에 의해 개별적으로 분리된 복수 개의 발광층(120)는 발광층(120)의 상부면과 측면부분에 형광체(130)가 코팅될 수 있도록 형성된 금형에 주입되고 상기 금형에 형광체(130)가 주입되어 몰딩되도록 한다.
이로 인해, 상기 개별적으로 분리된 발광층(120)은 외부로 노출된 표면이 상기 형광체(130)에 의해 모두 코팅됨으로써 상기 발광층(120)을 통하여 외부로 노출되는 빛의 색이 모두 동일하게 노출되게 된다.
이때, 상기 몰딩 과정은 발광층(120)의 상부면(a)에 주입되는 형광체의 두께(t2)와 발광층의 측면(b)에 주입되는 형광체의 두께(t3)가 동일한 두께로 형성되도록 한다.
이는 발광층(120)을 감싸는 형광체(130)의 두께를 동일하게 하여 발광층(120)으로부터 형광체(130)를 통과하여 외부로 노출되는 빛이 균일한 조도 및 파장으로 노출될 수 있도록 함으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 상기 형광체(130)는 상기 기재층(110) 상에 구비되는 발광층(120)의 종류와 연계되어 사용목적에 맞게 선택하도록 한다.
이후, 도 2d에 도시된 바와 같이 본 발명의 LED 패키지(100)는 상기 절단홈(140)을 따라 절단함으로써 복수 개의 LED 패키지(100)를 개별적으로 분리하여 완성하게 된다.
이러한 절단 작업은 여러 가지 방식이 가능하나 정밀한 가공이 이루어지도록 레이저 가공을 통하여 수행하도록 한다.
이때, 상기 절단 작업은 몰딩 작업을 통하여 상기 발광층(120)의 측부에 코팅되는 형광체(130)와 상기 기재층(110)에 의해 형성되는 경계선(L)을 따라 절단되도록 함으로써 레이저 가공을 통하여 형광체(130)가 아닌 기재층(110)을 직접 절단하도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 기판 상에 구비되는 발광층에 절단홈을 형성하여 발광층의 측면에도 형광체가 도포되도록 함으로써 색컨트롤을 용이하게 하고 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
상기에서 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정 실시예에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명을 다양하게 변화하거나 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 변화, 변경 및 균등물은 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않는 한 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.
100 : LED 패키지 110 : 기재층
120 : 발광층 130 : 형광체
140 : 절단홈

Claims (11)

  1. a) 기재층과 발광층을 구비하는 기판을 제공하는 단계;
    b) 상기 기재층의 표면이 노출되도록 상기 발광층에 일정패턴을 갖는 절단홈을 형성하여 복수 개의 개별 발광층를 형성하는 단계;
    c) 상기 개별 발광층의 외부면에 형광체를 코팅하는 단계; 및
    d) 상기 절단홈을 따라 절단하여 복수 개의 LED 패키지를 개별적으로 분리하는 단계;를 포함하는 LED 패키지 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발광층은 적색 계열, 녹색 계열, 청색 계열로 이루어진 군 중에서 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절단홈의 두께는 상기 발광층의 상부에 코팅되는 형광체의 두께보다 적어도 2배 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 절단홈은 기계가공이나 레이저가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계는 상기 발광층의 상부면 및 상기 절단홈에 형광체가 동시에 코팅되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 형광체는 스핀코팅 또는 디스펜싱 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계는 상기 발광층의 상부와 측부에 형광체가 동일한 두께를 갖도록 개별적으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 형광체는 몰딩에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 e)단계는 상기 발광층의 상부 및 측부에 코팅된 형광체가 동일한 두께를 갖도록 절단되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 e)단계는 상기 발광층의 측부에 코팅되는 형광체와 상기 기재층에 의해 형성되는 경계선이 절단되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
  11. 제 7항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 e)단계는 레이저 가공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
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KR20160150168A (ko) 2015-06-18 2016-12-29 한국생산기술연구원 형광체막 제조방법

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