KR20120009315A - Ｌｅｄ 패키지 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LED 패키지 제조방법에 관한 것으로, 특히 (a) LED 칩 실장영역을 가지며, 전극 패턴이 형성되는 베이스용 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 베이스용 기판의 LED 칩 실장영역에 대응하여 광 반사를 위한 테이퍼진 경사면을 갖는 캐비티(cavity)가 형성된 캐비티용 기판을 준비하는 단계; (c) 상기 베이스용 기판의 상부면과 캐비티용 기판의 하부면 사이에 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 매개로 상기 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 적층하여 접착시키는 단계; 및 (d) 상기 베이스용 기판의 LED 칩 실장영역에 LED 칩을 실장하고, LED 칩과 전극 패턴과의 와이어 본딩, 및 형광체 충전을 순차로 진행하는 단계;를 포함하는 LED 패키지 제조방법을 개시한다.
Description
본 발명은 LED 패키지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베이스 기판의 상부에 캐비티를 형성하는 경사면을 갖는 캐비티 기판을 별도로 제조한 후 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 매개로 적층하여 상호 접착시키는 방식으로 LTCC의 광 반사 효율을 위한 경사면 커팅의 후처리 가공 공정이 생략되도록 하는 LED 패키지 제조방법에 관한 것이다.
최근 이동통신의 발달로 인해 전자부품의 고주파화 및 소형화가 필수적인 요소로 대두되었고, 이를 위해서는 부품의 집적 및 모듈화가 필요하게 되었는데, 전자 부품의 집적 및 모듈화에는 MLP(Multi-Layer Process)공정과 전극과의 동시 소성이 필수 요소이며, 전극재료로서 Cu보다는 전기적 특성이 우수하고, 공정적으로 경제적인 Ag가 각광 받고 있다. 그러나 Ag의 경우 융점이 960℃로 낮기 때문에 대부분의 LTCC는 900℃이하에서 소성이 가능하도록 디자인되고 있다.
여기서, LTCC란 Low Temperature Co-fired Ceramics의 약자로서 일반적인 세라믹의 소결온도가 1300~1600℃인 것에 비하여 50~65%정도 수준인 1000℃ 이하에서 Ag 및 Cu계의 도전체 페이스트와 동시 소성이 가능한 재료를 말한다.
종래의 저온 동시 소성 세라믹(LTCC)을 이용한 LED 패키지의 제조방법은 도 1에 도시되는 바와 같이, LED 칩(13) 실장영역을 가지며 전극 패턴(11,12)이 형성된 베이스용 기판(10)의 상부에 캐비티가 형성된 상부 기판(20)을 도 1의 (a)와 같이 적층하여 소결하고, 이어서 소성이 완료된 상부 기판(20)의 캐비티 영역의 내측면에서 원하는 발광각이 구현될 수 있도록 도 1의 (b)와 같은 경사면(21)의 후처리 가공을 진행한 후, 도 1의 (c)와 같이 LED 칩(13)의 실장과, 전극 패턴(11,12)과의 와이어(14) 본딩 및 형광체 충전을 통한 형광층(15)의 형성으로 LED 패키지의 제조를 완료하게 된다.
상기와 같은 종래의 LTCC를 이용한 LED 패키지의 제조방법은, 베이스용 기판(10)과 상부 기판(20)의 소성후에 캐비티의 내측면의 경사면(21)을 깍아내는 등의 후가공 처리의 공정이 필요하며, 이러한 경사면(21)을 깍아내는 후처리 가공은 실제 가공의 어려움과 단가 문제가 있으며, 후처리 가공에 특수공구를 필요로 함은 물론, LED 패키지의 결함(defect) 발생 및 가공 스피드의 저하로 인한 시간 지연의 문제로 인해 생산성이 저하되는 등의 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 베이스 기판의 상부에 캐비티를 형성하는 경사면을 갖는 캐비티 기판을 별도로 제조한 후 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 매개로 적층하여 상호 접착시키는 방식으로 LTCC의 광 반사 효율을 위한 경사면 커팅의 후처리 가공 공정이 생략되는 방식의 LED 패키지 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) LED 칩 실장영역을 가지며, 전극 패턴이 형성되는 베이스용 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 베이스용 기판의 LED 칩 실장영역에 대응하여 광 반사를 위한 테이퍼진 경사면을 갖는 캐비티(cavity)가 형성된 캐비티용 기판을 준비하는 단계; (c) 상기 베이스용 기판의 상부면과 캐비티용 기판의 하부면 사이에 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 매개로 상기 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 적층하여 접착시키는 단계; 및 (d) 상기 베이스용 기판의 LED 칩 실장영역에 LED 칩을 실장하고, LED 칩과 전극 패턴과의 와이어 본딩, 및 형광체 충전을 순차로 진행하는 단계;를 포함하는 LED 패키지 제조방법을 개시한다.
바람직하게는, 상기 캐비티용 기판은 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics:저온동시소성 세라믹)와 유사하거나 동일 재질을 이용한 분말을 사용하여 제조됨이 더욱 바람직하다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계의 캐비티용 기판의 제조는, (b-1) 전기적 특성을 갖는 세라믹에 전기적 특성을 가지는 유리 분말을 혼합한 LTCC 재료의 분말을 특정 금형에 투입하는 과정; (b-2) 상기 LTCC 재료의 분말이 투입된 상기 특정 금형을 설정 조건에 따라 가압 성형하는 과정; 및 (b-3) 상기 특정 금형에 의해 가압 성형된 특정 형상의 캐비티가 형성된 적층 그린 시트를 소결 처리하는 과정;을 통해 성형체 모듈이 완료된다.
바람직하게는, 상기 캐비티용 기판의 경사면을 이루는 내부 프레임 형상은, 원형, 타원형, 사각형, 및 다각형으로부터 선택되는 어느 하나의 형상으로 구성된다.
바람직하게는, 상기 캐비티용 기판에 형성된 캐비티의 경사면은, 계단형의 단차가 복수로 형성된 지향각 구조로 구성될 수 있으며, 또한 절곡된 형상을 갖는 이중의 지향각 구조로도 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 LED 패키지 제조방법에 의하면, 베이스 기판의 상부에 캐비티를 형성하는 경사면을 갖는 캐비티 기판을 별도로 제조한 후 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 매개로 적층하여 상호 접착시키는 방식으로 LTCC의 광 반사 효율을 위한 경사면 커팅의 후처리 가공 공정의 단축과, 그에 따른 생산 수율이 증대될 수 있는 작용효과를 제공한다.
도 1은 종래의 LED 패키지 제조방법의 과정을 설명하기 위해 나타낸 단계별 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지 제조방법을 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 LED 패키지 제조방법의 과정을 설명하기 위해 나타낸 단계별 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 캐비티 기판의 경사면을 이루는 내부 프레임 형상의 일례들을 나타낸 개략 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 캐비티 기판에 형성된 캐비티의 경사면 구조를 일례로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지 제조방법을 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 LED 패키지 제조방법의 과정을 설명하기 위해 나타낸 단계별 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 캐비티 기판의 경사면을 이루는 내부 프레임 형상의 일례들을 나타낸 개략 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 캐비티 기판에 형성된 캐비티의 경사면 구조를 일례로 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지 제조방법의 순서도를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 LED 패키지 제조방법의 순서에 따른 단계별 구성을 나타내며, 도 4는 본 발명에 따른 캐비티 기판의 경사면을 이루는 내부 프레임 형상의 일례들을 개략 구성도로 나타내고, 도 5는 본 발명에 따른 캐비티 기판에 형성된 캐비티의 경사면 구조를 일례의 구성으로 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지 제조방법은 도 2 또는 도 3에 도시되는 바와 같이, 베이스용 기판(10)을 준비하는 단계(S101)와, 캐비티용 기판(30)을 준비하는 단계(S102)와, 베이스용 기판(10)과 캐비티용 기판(30)을 적층하여 접착시키는 단계(S103), 및 LED 칩(13) 실장과 와이어(14) 본딩과 형광체 충전을 통해 LED 패키지 제조를 완료하는 단계(S104)로 크게 구성될 수 있다.
상기 베이스용 기판(10)은 도 3의 (a)에 도시되는 바와 같이, 상면과 측면 및 저면으로 전극 패턴(11,12)을 형성시키고, 중심 부위에 LED 칩(13)의 실장영역을 가진다.
이러한 베이스용 기판(10)은 소정의 두께를 가지는 복수의 시트를 적층하는 방식으로 형성될 수 있으며, 여기서, 베이스용 기판(10)의 시트 제조공정 및 전극 패턴(11,12)의 형성공정은 당업자라면 쉽게 알 수 있는 기술에 해당하므로 불필요한 설명은 생략한다.
다음, 상기 캐비티용 기판(30)은 도 3의 (b)에 도시되는 바와 같이, 상기 베이스용 기판(10)의 LED 칩(13) 실장영역에 대응하여 캐비티(cavity)가 형성되고, 상기 캐비티의 내측면에는 광 반사를 위한 테이퍼진 경사면(31)이 형성된다.
여기서, 상기 캐비티용 기판(30)의 제조 과정을 좀 더 상세히 설명하면, 먼저 전기적 특성을 갖는 세라믹에 전기적 특성을 가지는 유리 분말을 혼합한 LTCC 재료의 분말을 특정 금형에 투입하는 과정; 상기 LTCC 재료의 분말이 투입된 상기 특정 금형을 설정 조건에 따라 가압 성형하는 과정; 및 상기 특정 금형에 의해 가압 성형된 특정 형상의 캐비티가 형성된 적층 그린 시트를 소결 처리하는 과정;을 통해 성형체 모듈을 완료하게 된다.
즉, 상기와 같은 캐비티용 기판(30)의 제조는 기판 제조를 위한 재료인 분말을 특정 조건에 따른 가압으로 성형하여 특정 형상의 캐비티가 형성되고, 그 캐비티의 내측면으로는 광 반사의 반사판 역할을 하는 경사면(31)이 형성되게 된다.
여기서, 가압 성형의 조건은 캐비티용 기판(30)의 제조시, 선택되는 분말의 재료에 따라 변경될 수 있는 것이므로, 이에 특별히 제한을 두지는 않는다.
이러한 캐비티용 기판(30)은 통상적인 종래의 LED 패키지의 제조 방법과 달리 캐비티의 내측면으로 경사면(31)이 형성된 기판을 별도로 제조하는 방식을 이용하는 것으로서, 광 반사의 반사판 역할을 하는 경사면(31)을 깍아내는 등의 후가공 처리의 공정을 생략하게 된다.
이는 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 LTCC 공정의 소성후에 경사면(21)을 깍아내는 등의 후처리 가공시 발생되는 실제 가공의 어려움과 단가 문제를 해결할 수 있으며, 후처리 가공에 필요한 특수공구의 필요성이 없음은 물론, LED 패키지의 결함(defect) 발생을 최소화하며, 지연되는 가공 시간에 따른 생산성이 저하되는 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 상기 캐비티용 기판(30)은 상기의 세라믹과 유리 분말의 혼합 재료 이외에도, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics:저온동시소성 세라믹)와 유사하거나 동일 재질을 이용한 분말을 사용하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 캐비티용 기판(30)의 경사면(31)을 이루는 내부 프레임 형상은 도 4에 도시된 바와 같이, 원형, 타원형, 사각형, 및 다각형으로부터 선택되는 어느 하나의 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 캐비티용 기판(30)에 형성된 캐비티의 경사면(31)은 도 5의 (a)와 같이 계단형의 단차가 복수로 형성된 지향각 구조이거나, 혹은 도 5의 (b)와 같은 절곡된 형상을 갖는 이중의 지향각 구조로도 구성할 수 있다.
즉, 상기 캐비티용 기판(30)의 경사면(31)의 형상은 광 반사의 발광각을 충분히 얻을 수 있는 다양한 형상의 적용이 가능한 것으로 이해되어야 한다.
또한, 상기 캐비티용 기판(30)의 경사면(31)은 표면의 연마를 통해 이루어지거나 은 도금과 같은 반사적인 코팅으로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 베이스용 기판(10)과 캐비티용 기판(30)을 제조하여 준비하는 과정은, 순서에 제한되지 않으며 캐비티용 기판(30)을 제조 준비하는 과정이 먼저 선행될 수 있으며, 상기 베이스용 기판(10)과 캐비티용 기판(30)의 제조 준비 공정이 별개의 라인에서 동시에 진행되어도 무방하다.
이와 같이, 베이스용 기판(10)과 캐비티용 기판(30)의 제조 및 준비가 완료되면, 상기 베이스용 기판(10)의 상부면과 캐비티용 기판(30)의 하부면 사이에 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제(미도시)를 매개로 상기 베이스용 기판(10)과 캐비티용 기판(30)을 적층하여 접착시키게 된다.
여기서, 상기 접착제는 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 사용함이 바람직하나, 이에 제한을 두지는 않으며 자외선 경화 접착제(UV 접착제) 혹은 순간 접착제 등의 당업계에 사용되는 통상적인 재료가 사용될 수 있으며, 본 발명에서의 주요 기술적 특징은 어떤 종류의 접착제를 사용해야 하는 것이 중요한 것이 아니라 상기 베이스 기판(10)의 상부에 캐비티를 가지며 광 반사를 위한 경사면(31)이 형성된 캐비티용 기판(30)을 별도로 제조한 후 접착제를 매개로 적층하여 상호 접착시키는 방식의 제조 방식이 적용되는 데 있다.
다음, 상기 베이스용 기판(10)과 캐비티용 기판(30)의 접착 공정이 완료되면, 상기 베이스용 기판(10)의 LED 칩(13) 실장영역, 즉 캐비티 영역에 LED 칩(13)을 실장하고, 상기 LED 칩(13)과 전극 패턴(11,12)과의 와이어(14) 본딩을 수행하며, 형광체의 충전을 통한 형광층(15)을 형성하는 공정의 순차 진행을 통해 LED 패키지의 제조가 완료된다.
본 발명은 제조방법에 관한 것으로서, 패키지의 각부 형상 즉, 베이스용 기판과 캐비티용 기판에 대응되는 구성요소들을 개별적으로 성형하고, 이들을 결합한다는 점에서 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 일체로 성형하고 필연적으로 수행되는 별도의 기계적 가공방법을 생략할 수 있다는 점을 장점으로 파악하여야 한다.
또한, 가사 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 각각의 형상에 대응되도록 금형가공한 후 이를 이용하여 위 기판들을 일체로 성형하는 경우에는, 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 일체로 성형하는데 필요한 금형을 제조함에 있어서 형상의 복잡성이 야기될 수 있으며, 이러한 금형 형상의 복잡성으로부터 파생되는 성형품의 결함 등의 문제가 발생될 수 있고, 다라서 베이스용 기판과 캐비티용 기판 중 어느 한 부분의 결함이 발생되는 경우에는 모두 폐기하여야 하는 문제점이 발생되기도 하는 바, 이러한 문제점을 해결하여 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 각각 성형함으로써 금형구조의 복잡성을 완화하고, 구성요소 기판 중 어느 하나의 결함이 발생되는 경우에는 이러한 결함요소만을 배제할 수 있어 경제적이며, 다양한 스펙의 베이스용 기판과 캐비티용 기판의 다양한 조합이 가능하여 제품의 다변화에도 기여할 수 있으므로, 이러한 장점 또한 높이 고려되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
10 : 베이스용 기판 11, 12 : 전극 패턴
13 : LED 칩 14 : 와이어
15 : 형광층 20 : 상부 기판
21 : 경사면 30 : 캐비티용 기판
31 : 경사면
13 : LED 칩 14 : 와이어
15 : 형광층 20 : 상부 기판
21 : 경사면 30 : 캐비티용 기판
31 : 경사면
Claims (6)
- (a) LED 칩 실장영역을 가지며, 전극 패턴이 형성되는 베이스용 기판을 준비하는 단계;
(b) 상기 베이스용 기판의 LED 칩 실장영역에 대응하여 광 반사를 위한 테이퍼진 경사면을 갖는 캐비티(cavity)가 형성된 캐비티용 기판을 준비하는 단계;
(c) 상기 베이스용 기판의 상부면과 캐비티용 기판의 하부면 사이에 유리분말을 주성분으로 하는 고온용 접착제를 매개로 상기 베이스용 기판과 캐비티용 기판을 적층하여 접착시키는 단계; 및
(d) 상기 베이스용 기판의 LED 칩 실장영역에 LED 칩을 실장하고, LED 칩과 전극 패턴과의 와이어 본딩, 및 형광체 충전을 순차로 진행하는 단계;
를 포함하는 LED 패키지 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 캐비티용 기판은,
LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics:저온동시소성 세라믹)와 유사하거나 동일 재질을 이용한 분말을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계의 캐비티용 기판의 제조는,
(b-1) 전기적 특성을 갖는 세라믹에 전기적 특성을 가지는 유리 분말을 혼합한 LTCC 재료의 분말을 특정 금형에 투입하는 과정;
(b-2) 상기 LTCC 재료의 분말이 투입된 상기 특정 금형을 설정 조건에 따라 가압 성형하는 과정; 및
(b-3) 상기 특정 금형에 의해 가압 성형된 특정 형상의 캐비티가 형성된 적층 그린 시트를 소결 처리하는 과정;을 통해 성형체 모듈을 완료하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐비티용 기판의 경사면을 이루는 내부 프레임 형상은,
원형, 타원형, 사각형, 및 다각형으로부터 선택되는 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법. - 제 4항에 있어서,
상기 캐비티용 기판에 형성된 캐비티의 경사면은,
계단형의 단차가 복수로 형성된 지향각 구조인 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 캐비티용 기판에 형성된 캐비티의 경사면은,
절곡된 형상을 갖는 이중의 지향각 구조인 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100071494A KR20120009315A (ko) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Ｌｅｄ 패키지 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100071494A KR20120009315A (ko) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Ｌｅｄ 패키지 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120009315A true KR20120009315A (ko) | 2012-02-01 |
Family
ID=45834254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100071494A KR20120009315A (ko) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Ｌｅｄ 패키지 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120009315A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9893248B2 (en) | 2014-04-17 | 2018-02-13 | Corning Precision Materials Co., Ltd. | Substrate for changing color of light emitting diode and method for producing same |
| CN113964253A (zh) * | 2020-12-08 | 2022-01-21 | 江苏欧密格光电科技股份有限公司 | 一种手机led闪光灯结构及其制作工艺 |
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2010
- 2010-07-23 KR KR1020100071494A patent/KR20120009315A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9893248B2 (en) | 2014-04-17 | 2018-02-13 | Corning Precision Materials Co., Ltd. | Substrate for changing color of light emitting diode and method for producing same |
| CN113964253A (zh) * | 2020-12-08 | 2022-01-21 | 江苏欧密格光电科技股份有限公司 | 一种手机led闪光灯结构及其制作工艺 |
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