KR20120046390A - Ceramics composition for low temperature firing and method of manufacturing ceramic with high reflectivity for led package using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A ceramic composition for low-temperature firing and a manufacturing method of ceramic for LED package having high reflectivity using thereof are provided to co-fire with conductive paste at low temperature by including low melting point glass powder and fillers. CONSTITUTION: A manufacturing method of ceramic for LED package having high reflectivity comprises the next steps: preparing glass frit having low melting point(S210); forming a ceramic composition(S220); and plasticizing the ceramic composition at 800-900 deg. Celsius(S230). The ceramic composition for low-temperature firing comprises glass frit having a softening point of 650-800 deg. Celsius and more than one kind of fillers which is selected from amorphous quartz(a-quartz), al2O3, zrO2, caZrO3, mullite, zircon, and TiO2. The filler is added as 50-200 parts by weight based on 100.0 parts by weight of glass frit.

Description

저온 소성용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 고반사율을 갖는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법 {CERAMICS COMPOSITION FOR LOW TEMPERATURE FIRING AND METHOD OF MANUFACTURING CERAMIC WITH HIGH REFLECTIVITY FOR LED PACKAGE USING THE SAME}Ceramic composition for low temperature firing and method for manufacturing ceramic for LED package having high reflectance using the same

본 발명은 저온 소성 세라믹에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고반사율을 가지며, 저온에서 Ag 페이스트와 같은 전극 형성용 도전성 페이스트와 동시 소성이 가능하여 LED 패키지의 패키지 본체 혹은 반사체로 활용할 수 있는 저온 소성 세라믹 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a low-temperature calcined ceramic, and more particularly, to a low-temperature calcined ceramic, which has a high reflectivity and can be co-fired with a conductive paste for forming an electrode such as Ag paste at a low temperature to be used as a package body or a reflector of an LED package. It relates to a composition.

도 1은 일반적인 실장형 LED 패키지 구조를 나타낸 것이다. 1 illustrates a general mounted LED package structure.

도 1을 참조하면, 실장형 LED 패키지(100)는 패키지 본체(110)와, 상기 패키지 본체(110)에 실장되는 LED 칩(120)과, 상기 LED 칩(120)을 인쇄회로기판에 연결하는 와이어(130)와, 상기 패키지 본체(110)의 상부 테두리에 상기 LED 칩(120)으로부터 발생되는 광을 반사하는 반사체(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the mounted LED package 100 may include a package body 110, an LED chip 120 mounted on the package body 110, and a connection of the LED chip 120 to a printed circuit board. The wire 130 and a reflector 140 reflecting light generated from the LED chip 120 on the upper edge of the package body 110.

상기 LED 패키지에서 패키지 본체(110)는 주로 플라스틱 재질로 형성된다. 이러한 플라스틱 재질의 본체를 사용하는 LED 패키지는 LED에서 방출되는 열에 의해 플라스틱 본체가 변형될 수 있으며, 또한, 열에 의한 황변현상으로 인해 수명이 짧아지게 된다. In the LED package, the package body 110 is mainly formed of a plastic material. In the LED package using the plastic body, the plastic body may be deformed by heat emitted from the LED, and the life of the LED package may be shortened due to yellowing caused by heat.

이러한 열에 의한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 LED 패키지에 히트 싱크를 도입하여, LED 칩에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 플라스틱 본체의 변형을 방지할 수 있다. 그러나, 이런 플라스틱 본체와 히트싱크를 이용할 경우, 극소형 패키지를 제조하는데 복잡한 공정이 요구된다. In order to solve the problem caused by heat, a heat sink has recently been introduced into an LED package, thereby dissipating heat generated from the LED chip to the outside to prevent deformation of the plastic body. However, the use of such plastic bodies and heatsinks requires complex processes to produce the smallest package.

따라서, 최근에는 상기와 같은 플라스틱 재질의 패키지 본체의 문제점을 해결하기 위하여, LED 패키지 본체로 세라믹 재질이 이용되고 있다.
Therefore, recently, in order to solve the problems of the plastic package body as described above, a ceramic material is used as the LED package body.

한편, 반사체(140)의 경우, 고휘도를 발휘할 수 있도록 주로 금속 반사판을 사용한다. 그러나, 이러한 금속 반사판의 경우, 금속 반사판과 세라믹 본체의 접합이 취약할 수 있어 제품의 신뢰성에 문제가 될 수 있다. On the other hand, in the case of the reflector 140, a metal reflector is mainly used to exhibit high brightness. However, in the case of such a metal reflector, the bonding between the metal reflector and the ceramic body may be weak, which may be a problem in the reliability of the product.

또한, 다기능을 가지는 패키지를 제작할 경우, 세라믹 본체를 여러 층으로 하고, 그 사이에 전극을 동시에 소성하여 제품화 하는데, Al2O3나 AlN의 고온 세라믹 본체 패키지는 전기전도도가 낮은 텅스텐(W) 등의 전극재료를 적용할 수 밖에 없는 단점을 가지고 있다.
In addition, when manufacturing a package having a multifunction, the ceramic body is made of several layers, and the electrode is fired at the same time to produce the product. The high-temperature ceramic body package of Al 2 O 3 or AlN is made of tungsten (W) having low electrical conductivity. It has the disadvantage of applying only the electrode material.

본 발명의 목적은 소성 후 고반사율을 가지면서, 아울러 낮은 온도에서 전극 형성용 도전성 페이스트와 동시 소성이 가능한 저온 소성용 세라믹 조성물을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ceramic composition for low temperature firing, which has high reflectivity after firing and is capable of co-firing with a conductive paste for forming an electrode at a low temperature.

본 발명의 다른 목적은 상기 저온 소성용 세라믹 조성물을 이용하여 고반사율을 갖는 LED 패키지용 세라믹을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a ceramic for LED package having a high reflectance using the ceramic composition for low temperature baking.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 저온 소성용 세라믹 조성물은 a) 연화점이 650~800℃ 이하인 유리 분말 및 b) 비정질 쿼츠(a-quartz), Al2O3, ZrO2, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 지르콘(zircon) 및 TiO2 중에서 선택되는 1종 이상의 충진제를 포함하는 것을 특징으로 한다. Low temperature sintering ceramic composition according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a) glass powder having a softening point of 650 ~ 800 ℃ or less and b) amorphous quartz (a-quartz), Al 2 O 3 , ZrO 2 , At least one filler selected from CaZrO 3 , mullite, zircon, and TiO 2 .

이때, 상기 충진제는 상기 유리 분말 100 중량부 대비, 50 ~ 200 중량부로 첨가되어 있는 것이 바람직하다. At this time, the filler is preferably added to 50 to 200 parts by weight relative to 100 parts by weight of the glass powder.

또한, 상기 유리 분말은 Al2O3 : 1 ~ 5 중량%, ZrO2 : 10 중량% 이하, B2O3 : 1 ~ 10 중량%, CaO : 1 ~ 10 중량%, MgO : 1 ~ 5 중량%, BaO : 10 중량% 이하, ZnO : 1 ~ 5 중량%, Na2O : 1 ~ 5 중량%, K2O : 1 ~ 10 중량% 및 잔량의 SiO2로 이루어질 수 있다. In addition, the glass powder is Al 2 O 3 : 1 to 5% by weight, ZrO 2 : 10% by weight or less, B 2 O 3 : 1 to 10% by weight, CaO: 1 to 10% by weight, MgO: 1 to 5% by weight %, BaO: 10% by weight or less, ZnO: 1 to 5% by weight, Na 2 O: 1 to 5% by weight, K 2 O: 1 to 10% by weight and the balance of SiO 2 can be made.

또한, 상기 유리 분말은 평균 입경(D50)이 2 ~ 4㎛인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 충진제는 평균 입경(D50)이 0.5 ~ 5㎛인 것이 바람직하다.
Moreover, it is preferable that the said glass powder is 2-4 micrometers in average particle diameter (D50). In this case, the filler is preferably an average particle diameter (D50) of 0.5 ~ 5㎛.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지용 세라믹 제조 방법은 연화점이 650~800℃ 이하인 유리 분말을 마련하는 단계; 상기 유리 분말에 비정질 쿼츠(a-quartz), Al2O3, ZrO2, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 지르콘(zircon) 및 TiO2 중에서 선택되는 1종 이상의 충진제를 첨가하여 세라믹 조성물을 형성하는 단계; 및 상기 세라믹 조성물을 800 ~ 900℃에서 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Ceramic manufacturing method for an LED package according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object comprises the steps of preparing a glass powder having a softening point of 650 ~ 800 ℃ or less; One or more fillers selected from amorphous a-quartz, Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaZrO 3 , mullite, zircon and TiO 2 are added to the glass powder to form a ceramic composition. Making; And firing the ceramic composition at 800 to 900 ° C.

본 발명에 따른 저온 소성용 세라믹 조성물은 낮은 온도에서 전극 형성용 페이스트와 동시에 소성이 가능하며, 또한 ZrO2 등의 충진제를 이용함으로써 소성 후 대략 90% 이상의 고반사율을 갖는 장점이 있다. The ceramic composition for low temperature firing according to the present invention can be fired at the same time as the electrode forming paste at a low temperature, and also has the advantage of having a high reflectance of about 90% or more after firing by using a filler such as ZrO 2 .

따라서, 본 발명에 따른 저온 소성용 세라믹 조성물을 이용하여 제조된 LED 패키지는 높은 반사율을 가질 수 있으며, 플라스틱 재질 기반의 LED 패키지에 비하여 수명 특성이 우수한 장점이 있다.
Therefore, the LED package manufactured using the ceramic composition for low temperature firing according to the present invention may have a high reflectance, and has an advantage of excellent life characteristics as compared with the LED package based on plastic material.

도 1은 일반적인 실장형 LED 패키지 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지용 세라믹 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
1 illustrates a general mounted LED package structure.
2 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a ceramic for LED package according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 소성용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 고반사율을 갖는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a ceramic composition for low temperature firing according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing a ceramic for LED package having a high reflectivity using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 저온 소성용 세라믹 조성물은 a) 연화점이 650~800℃ 이하인 유리 분말 및 b) 비정질 쿼츠(a-quartz), Al2O3, ZrO2, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 지르콘(zircon) 및 TiO2 중에서 선택되는 1종 이상의 충진제를 포함하는 것을 특징으로 한다. The ceramic composition for low temperature firing according to the present invention is a) glass powder having a softening point of 650 ~ 800 ℃ or less and b) amorphous quartz (a-quartz), Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaZrO 3 , mullite (mullite), zircon (zircon) and TiO 2 It is characterized in that it comprises one or more fillers selected from.

상기 충진제는 유리 분말 100 중량부 대비, 50 ~ 200 중량부로 첨가되어 있는 것이 바람직하다. 충진제의 함량이 50 중량부 미만일 경우, 충분한 반사율을 확보하기 어려운 문제점이 있고, 반대로 충진제의 함량이 200 중량부를 초과할 경우 소성 온도가 높아져 전극 형성용 페이스트와 동시 소성이 어려워질 수 있으며, 소성이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다. The filler is preferably added to 50 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the glass powder. When the content of the filler is less than 50 parts by weight, it is difficult to secure sufficient reflectance. On the contrary, when the content of the filler is more than 200 parts by weight, the firing temperature is increased, which makes it difficult to co-fire with the electrode forming paste. There is a problem that does not work well.

상기 유리 분말은 연화점(Ts)이 바람직하게는 650 ~ 800℃, 보다 바람직하게는 700 ~ 750℃를 갖는 저융점 유리로부터 제조된 것이 바람직하다. 유리 분말의 연화점이 상기 범위일 경우, 충진제와 혼합된 세라믹 조성물의 소성 온도가 800 ~ 900℃가 될 수 있어서, Ag 페이스트, Ag-Pd 페이스트와 같은 LED 패키지의 전극 형성용 도전성 페이스트와 저온에서 동시에 소성이 가능하다. The glass powder is preferably made from low melting glass having a softening point (Ts) of preferably 650 to 800 ° C, more preferably 700 to 750 ° C. When the softening point of the glass powder is within the above range, the firing temperature of the ceramic composition mixed with the filler may be 800 to 900 ° C., so that the conductive paste for forming electrodes of the LED package such as Ag paste or Ag-Pd paste may be simultaneously used at low temperature. Firing is possible.

이러한, 조건을 만족하는 유리 조성으로는, Al2O3 : 1 ~ 5 중량%, ZrO2 : 10 중량% 이하, B2O3 : 1 ~ 10 중량%, CaO : 1 ~ 10 중량%, MgO : 1 ~ 5 중량%, BaO : 10 중량% 이하, ZnO : 1 ~ 5 중량%, Na2O : 1 ~ 5 중량%, K2O : 1 ~ 10 중량% 및 잔량의 SiO2로 이루어지는 것을 제시할 수 있다. As such a glass composition which satisfies the conditions, Al 2 O 3 : 1 to 5% by weight, ZrO 2 : 10% by weight or less, B 2 O 3 : 1 to 10% by weight, CaO: 1 to 10% by weight, MgO : 1 to 5% by weight, BaO: 10% by weight or less, ZnO: 1 to 5% by weight, Na 2 O: 1 to 5% by weight, K 2 O: 1 to 10% by weight and the balance of SiO 2 can do.

표 1은 본 발명에 적용될 수 있는 유리 조성을 나타낸 것이다.
Table 1 shows the glass compositions that can be applied to the present invention.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1을 참조하면, 표 1에 제시된 조성을 갖는 유리들의 경우, a ~ d 타입의 유리 조성 모두 연화점이 650 ~ 800℃인 것을 볼 수 있다. Referring to Table 1, in the case of the glass having the composition shown in Table 1, it can be seen that the softening point of all the glass composition of the a ~ d type is 650 ~ 800 ℃.

또한, 유리 분말은 평균 입경(D50)이 2.0 ~ 4.0㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.5 ~ 3.0㎛를 제시할 수 있다. 유리 분말의 평균 입경이 2㎛ 미만일 경우 고른 분산이 어려워질 수 있으며, 반대로 유리 분말의 평균 입경이 4㎛를 초과하면 소성 밀도가 저하될 수 있다. In addition, the glass powder preferably has an average particle diameter (D50) of 2.0 to 4.0 µm, more preferably 2.5 to 3.0 µm. When the average particle diameter of the glass powder is less than 2 μm, even dispersion may be difficult. On the contrary, when the average particle diameter of the glass powder exceeds 4 μm, the firing density may decrease.

이 경우, 상기 충진제는 평균 입경(D50)이 0.5 ~ 5㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.0 ~ 5.0 ㎛를 제시할 수 있다. 충진제의 평균 입경이 0.5㎛ 미만일 경우, 소성이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있고, 반대로, 충진제의 평균 입경이 5㎛를 초과하는 경우, 분산이 잘 이루어지지 않고, 소성 밀도를 저하시킬 수 있다. In this case, the filler is preferably an average particle diameter (D50) of 0.5 ~ 5㎛, more preferably 2.0 to 5.0㎛ can be presented. When the average particle diameter of the filler is less than 0.5 μm, there is a problem in that the baking is not performed well. On the contrary, when the average particle diameter of the filler exceeds 5 μm, dispersion is not well achieved and the plastic density may be reduced.

한편, 충진제로 Al2O3, ZrO2를 이용할 경우, 평균 입경이 2.0㎛ 미만의 것을 이용하였을 때보다 2.0 ~ 5.0㎛ 범위의 것을 이용하였을 때가 반사율이 더 높게 측정되었는데, 이는 충진제의 평균 입경이 2㎛ 미만인 경우, 충진제가 유리 기지 내로 녹아 들어가고, 소성 결과 반사율이 상대적으로 낮은 유리 상으로 변하게 되어, 전체적인 반사율 저하를 가져왔기 때문이라 볼 수 있다. On the other hand, when Al 2 O 3 and ZrO 2 were used as fillers, the reflectance was measured to be higher when using an average particle diameter in the range of 2.0 to 5.0 μm than when using an average particle diameter of less than 2.0 μm. When the thickness is less than 2 μm, the filler melts into the glass matrix, and as a result of the calcination, the reflectance is changed to a relatively low glass phase, which may be considered to result in an overall decrease in reflectance.

이러한 유리 분말 또는 충진제의 평균 입경(D50)은 습식 혹은 건식 밀링 과정 등에서 조절 가능하다.
The average particle diameter (D50) of such glass powder or filler can be adjusted in a wet or dry milling process.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지용 세라믹 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 2 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a ceramic for LED package according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도시된 LED 패키지용 세라믹 제조 방법은 저융점 유리 마련 단계(S210), 세라믹 조성물 형성 단계(S220) 및 소성 단계(S230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the illustrated ceramic manufacturing method for the LED package includes a low melting point glass preparing step (S210), a ceramic composition forming step (S220), and a baking step (S230).

저융점 유리 마련 단계(S210)에서는 연화점이 650~800℃ 이하인 유리 분말을 마련한다. In the low melting point glass preparation step (S210), a softening point provides glass powder having a 650 to 800 ° C or less.

유리 분말은 표 1에 도시된 바와 같이, Al2O3 : 1 ~ 5 중량%, ZrO2 : 10 중량% 이하, B2O3 : 1 ~ 10 중량%, CaO : 1 ~ 10 중량%, MgO : 1 ~ 5 중량%, BaO : 10 중량% 이하, ZnO : 1 ~ 5 중량%, Na2O : 1 ~ 5 중량%, K2O : 1 ~ 10 중량% 및 잔량의 SiO2로 이루어지는 유리 조성을 가져, 연화점이 650~800℃인 것을 이용할 수 있다. As shown in Table 1, the glass powder is Al 2 O 3 : 1 to 5 wt%, ZrO 2 : 10 wt% or less, B 2 O 3 : 1 to 10 wt%, CaO: 1 to 10 wt%, MgO : 1 to 5% by weight, BaO: 10% by weight or less, ZnO: 1 to 5% by weight, Na 2 O: 1 to 5% by weight, K 2 O: 1 to 10% by weight and the balance of SiO 2 In addition, the softening point can use what is 650-800 degreeC.

이러한, 유리 분말은 상기 유리 조성을 갖는 물질들을 칭량한 후, 이들을 혼합하여 백금 도가니에서 1500~1600℃에서 용융하는 용융물 형성 단계와, 상기 용융물을 수냉 방식으로 급냉하는 유리 형성 단계와, 형성된 유리를 건조한 후 습식 볼밀(ball mill) 장치로 습식 분쇄하여 분말화하는 유리 분말 형성 단계를 포함하는 과정으로 제조될 수 있다. The glass powder may be formed by weighing materials having the glass composition, mixing them, and melting them at a platinum crucible at 1500 to 1600 ° C., forming a quench liquid in a water-cooling manner, and drying the formed glass. It may be prepared by a process including a glass powder forming step of wet-pulverizing and powdered by a wet ball mill device.

세라믹 조성물 형성 단계(S220)에서는 유리 분말에 충진제를 첨가하여 세라믹 조성물을 형성한다. 충진제는 비정질 쿼츠(a-quartz), Al2O3, ZrO2, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 지르콘(zircon), TiO2 등이 제시될 수 있으며, 이들을 단독으로 혹은 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다. In the ceramic composition forming step (S220), a filler is added to the glass powder to form a ceramic composition. The filler may be amorphous a (quartz), Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaZrO 3 , mullite, zircon, TiO 2, etc., and these may be used alone or in combination of two or more thereof. It is available.

이때, 전술한 바와 같이, 충진제는 유리 분말 100 중량부 대비, 50 ~ 200 중량부로 첨가되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 유리분말은 평균 입경(D50)이 2 ~ 4㎛이고, 상기 충진제는 평균 입경(D50)이 0.5 ~ 5㎛인 것을 이용하는 것이 바람직하다. At this time, as described above, the filler is preferably added to 50 to 200 parts by weight relative to 100 parts by weight of the glass powder. In addition, it is preferable that the glass powder has an average particle diameter (D50) of 2 to 4 µm, and the filler has an average particle diameter (D50) of 0.5 to 5 µm.

소성 단계(S230)에서는 세라믹 조성물을 LED 패키지의 본체 형상의 성형부를 갖는 몰드 혹은 본체와 반사체 결합 형상의 성형부를 갖는 몰드에 투입한 후, LED 패키지에서 전극 형성용 도전성 페이스트의 소성온도에 해당하는 800 ~ 900℃에서 소성한다.
In the firing step (S230), the ceramic composition is poured into a mold having a molded part of a main body shape of an LED package or a mold having a molded part of a main body and a reflector coupling shape, and then 800 corresponding to the firing temperature of the conductive paste for forming an electrode in the LED package. Baking at ~ 900 ℃.

본 발명에 따라 제조된 세라믹은 800 ~ 900℃에서 소성되어 제조됨에 따라 상대적으로 저온에서 Ag 페이스트 등의 LED 패키지의 전극 형성용 페이스트와 동시에 소성이 가능한 장점이 있으며, 대략 90% 정도 이상의 우수한 반사율을 나타낼 수 있어, LED 패키지의 패키지 본체 혹은 반사체로서 활용할 수 있다.
The ceramic prepared according to the present invention has the advantage of being capable of firing at the same time as the electrode forming paste of the LED package such as Ag paste at a relatively low temperature as it is manufactured by baking at 800 ~ 900 ℃, excellent reflectance of about 90% or more It can be used as a package main body or a reflector of an LED package.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.

실시예의 각 시편은 동전 형태의 디스크 모양으로 제작하였으며, 소결 후 표면 연마를 진행하였다. Each specimen of the Example was produced in the shape of a coin-shaped disk, and the surface polishing was performed after sintering.

또한 실시예의 각 시편은 UV-2550 (Shimadzu, UV-Vis spectrophotometers)을 이용하여 200 ~ 800 nm 사이에서의 반사율(reflectance)을 측정하였다.
In addition, each specimen of the Example was measured the reflectance (reflectance) between 200 ~ 800 nm using UV-2550 (Shimadzu, UV-Vis spectrophotometers).

실시예 1Example 1

표 1의 조성을 갖는 유리 분말에 여러 충진제를 혼합하여 세라믹 조성물을 형성한 후, 850 ~ 900℃에서 소결하여, 각각의 반사율을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Various fillers were mixed with the glass powder having the composition of Table 1 to form a ceramic composition, and then sintered at 850 to 900 ° C. to measure respective reflectances, and the results are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2를 참조하면, 각 조성물은 전반적으로 저온에서 소결이 잘 이루어 졌으며, 표 2를 참조하면, 특히, ZrO2 계열의 c 타입 유리 조성과 K2O 계열의 d 타입 유리 조성에 Al2O3와 ZrO2 충진제를 사용한 경우, 90~95% 정도의 높은 반사율을 나타내었다.
Referring to Table 2, each composition was well sintered at a low temperature as a whole. Referring to Table 2, in particular, Al 2 O 3 was applied to the c-type glass composition of the ZrO 2 series and the d-type glass composition of the K 2 O series. When ZrO 2 and ZrO 2 filler were used, high reflectance of about 90 ~ 95% was shown.

실시예 2Example 2

유리 분말에 충진제로 Al2O3를 적용한 세라믹 조성물을 800 ~ 900℃에서 소결한 후, 충진제의 평균입경(D50)에 대한 반사율을 측정하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다. After sintering the ceramic composition applying Al 2 O 3 as a filler to the glass powder at 800 ~ 900 ℃, the reflectance of the average particle diameter (D50) of the filler was measured, and the results are shown in Table 3.

[표 3][Table 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

표 3을 참조하면, 동일한 유리 타입에서 Al2O3의 평균입경이 더 클수록 반사율도 더 커지는 것을 볼 수 있다. Referring to Table 3, it can be seen that the larger the average particle diameter of Al 2 O 3 in the same glass type, the greater the reflectance.

특히, 충진제의 사이즈가 작을수록 유리 모재에 전체적으로 원활한 분산 특성을 가질 수 있어 반사율이 높게 나올 것으로 예상할 수 있으나, 실제로는 오히려 더 낮은 반사율을 가지는 것으로 나타났다. 이는 작은 입경의 충진제의 경우 가열시 유리 기지 내로 녹아 들어가고, 이렇게 진행된 소결체는 반사율이 상대적으로 낮은 유리상으로 변하게 되어, 전체적인 반사율이 낮아지는 결과로 나타나는 것으로 보인다. In particular, the smaller the size of the filler can be expected to have a high reflectivity because it can have a smooth dispersion characteristics overall in the glass base material, but actually appeared to have a lower reflectance. This is due to the fact that the filler having a small particle size melts into the glass matrix upon heating, and the sintered body is changed into a glass phase having a relatively low reflectance, resulting in a lower overall reflectance.

실시예 3Example 3

유리 분말에 충진제로 ZrO2를 적용한 세라믹 조성물을 800 ~ 900℃에서 소결한 후, 충진제의 평균입경(D50)에 대한 반사율을 측정하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다. After sintering the ceramic composition to which the ZrO 2 was applied to the glass powder at 800 to 900 ° C., the reflectance of the filler to the average particle diameter (D50) was measured, and the results are shown in Table 4 below.

[표 4][Table 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

표 4를 참조하면, ZrO2를 충전제로 이용한 경우, Al2O3를 충전제로 이용한 경우보다 반사율이 보다 우수한 것을 볼 수 있다. 또한, ZrO2의 경우에도 충전제의 평균입경이 더 클수록 반사율도 약간 더 높게 나타났다.
Referring to Table 4, it can be seen that when ZrO 2 is used as the filler, the reflectance is better than when Al 2 O 3 is used as the filler. In the case of ZrO 2, the larger the average particle diameter of the filler was, the higher the reflectance was.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 저온 소성용 세라믹 조성물은 800~900℃ 정도의 저온에서 소성이 가능하여, LED 패키지에서 전극 등과 동시에 소성이 가능하며, ZrO2 등의 충진제를 이용하여 대략 90% 이상의 높은 반사율을 나타낼 수 있어, LED 패키지의 패키지 본체로 활용하거나 혹은 패키지 본체와 반사체로 활용할 수 있다.
As described above, the ceramic composition for low temperature firing according to the present invention can be fired at a low temperature of about 800 ~ 900 ℃, can be fired at the same time as the electrode in the LED package, approximately 90% using a filler such as ZrO 2 The above high reflectance can be exhibited and can be used as a package body of an LED package or as a package body and a reflector.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
In the above description, the embodiment of the present invention has been described, but various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

110 : 패키지 본체
120 : LED 칩
130 : 와이어
140 : 반사체
S210 : 저융점 유리 분말 마련 단계
S220 : 세라믹 조성물 형성 단계
S230 : 소성 단계
110: package body
120: LED chip
130: wire
140: reflector
S210: low melting glass powder preparation step
S220: step of forming ceramic composition
S230: Firing Step

Claims (10)

a) 연화점이 650~800℃ 이하인 유리 분말 및 b) 비정질 쿼츠(a-quartz), Al2O3, ZrO2, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 지르콘(zircon) 및 TiO2 중에서 선택되는 1종 이상의 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 소성용 세라믹 조성물.
a) a glass powder having a softening point of 650 to 800 ° C. or lower and b) 1 selected from a-quartz, Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaZrO 3 , mullite, zircon and TiO 2 . A ceramic composition for low temperature firing, comprising at least one filler.
제1항에 있어서,
상기 충진제는
상기 유리 분말 100 중량부 대비, 50 ~ 200 중량부로 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 저온 소성용 세라믹 조성물.
The method of claim 1,
The filler
50 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the glass powder, characterized in that the ceramic composition for low-temperature baking.
제1항에 있어서,
상기 유리 분말은
Al2O3 : 1 ~ 5 중량%, ZrO2 : 10 중량% 이하, B2O3 : 1 ~ 10 중량%, CaO : 1 ~ 10 중량%, MgO : 1 ~ 5 중량%, BaO : 10 중량% 이하, ZnO : 1 ~ 5 중량%, Na2O : 1 ~ 5 중량%, K2O : 1 ~ 10 중량% 및 잔량의 SiO2로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 소성용 세라믹 조성물.
The method of claim 1,
The glass powder is
Al 2 O 3 : 1 to 5 wt%, ZrO 2 : 10 wt% or less, B 2 O 3 : 1 to 10 wt%, CaO: 1 to 10 wt%, MgO: 1 to 5 wt%, BaO: 10 wt A low-temperature firing ceramic composition, comprising:% or less, ZnO: 1 to 5% by weight, Na 2 O: 1 to 5% by weight, K 2 O: 1 to 10% by weight, and a balance of SiO 2 .
제1항에 있어서,
상기 유리 분말은
평균 입경(D50)이 2 ~ 4㎛인 것을 특징으로 하는 저온 소성용 세라믹 조성물.
The method of claim 1,
The glass powder is
Ceramic composition for low-temperature baking, characterized in that the average particle diameter (D50) is 2 ~ 4㎛.
제4항에 있어서,
상기 충진제는
평균 입경(D50)이 0.5 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 저온 소성용 세라믹 조성물.
The method of claim 4, wherein
The filler
An average particle diameter (D50) is 0.5 ~ 5㎛ ceramic composition for low temperature firing, characterized in that.
(a) 연화점이 650~800℃ 이하인 유리 분말을 마련하는 단계;
(b) 상기 유리 분말에 비정질 쿼츠(a-quartz), Al2O3, ZrO2, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 지르콘(zircon) 및 TiO2 중에서 선택되는 1종 이상의 충진제를 첨가하여 세라믹 조성물을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 세라믹 조성물을 800 ~ 900℃에서 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법.
(a) preparing a glass powder having a softening point of 650 to 800 ° C or less;
(b) adding at least one filler selected from amorphous quartz, Al 2 O 3 , ZrO 2 , CaZrO 3 , mullite, zircon, and TiO 2 to the glass powder to Forming a composition; And
(c) calcining the ceramic composition at 800 to 900 ° C.
제6항에 있어서,
상기 충진제는
상기 유리 분말 100 중량부 대비, 50 ~ 200 중량부로 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법.
The method of claim 6,
The filler
The method of manufacturing a ceramic for an LED package, which is added in an amount of 50 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the glass powder.
제6항에 있어서,
상기 유리 분말은
Al2O3 : 1 ~ 5 중량%, ZrO2 : 10 중량% 이하, B2O3 : 1 ~ 10 중량%, CaO : 1 ~ 10 중량%, MgO : 1 ~ 5 중량%, BaO : 10 중량% 이하, ZnO : 1 ~ 5 중량%, Na2O : 1 ~ 5 중량%, K2O : 1 ~ 10 중량% 및 잔량의 SiO2로 이루어지는 유리 조성을 갖는 특징으로 하는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법.
The method of claim 6,
The glass powder is
Al 2 O 3 : 1 to 5 wt%, ZrO 2 : 10 wt% or less, B 2 O 3 : 1 to 10 wt%, CaO: 1 to 10 wt%, MgO: 1 to 5 wt%, BaO: 10 wt A method of manufacturing a ceramic for an LED package, characterized by having a glass composition consisting of% or less, ZnO: 1 to 5% by weight, Na 2 O: 1 to 5% by weight, K 2 O: 1 to 10% by weight, and a balance of SiO 2 .
제8항에 있어서,
상기 유리 분말은
상기 유리 조성을 갖는 물질들을 혼합하여 백금 도가니에서 1500~1600℃에서 용융하는 용융물 형성 단계;
상기 용융물을 수냉 방식으로 냉각하는 유리 형성 단계; 및
상기 유리를 습식 분쇄하여 분말화하는 유리 분말 형성 단계;를 포함하는 과정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법.
The method of claim 8,
The glass powder is
A melt-forming step of mixing the materials having the glass composition and melting at 1500-1600 ° C. in a platinum crucible;
A glass forming step of cooling the melt by a water cooling method; And
And a glass powder forming step of wet grinding the glass to powder the glass.
제6항에 있어서,
상기 유리분말은 평균 입경(D50)이 2 ~ 4㎛이고, 상기 충진제는 평균 입경(D50)이 0.5 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 세라믹 제조 방법.
The method of claim 6,
The glass powder has an average particle diameter (D50) of 2 ~ 4㎛, the filler is a ceramic manufacturing method for the LED package, characterized in that the average particle diameter (D50) of 0.5 ~ 5㎛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210122226A (en) * 2020-03-25 2021-10-08 광동 펑화 어드밴스드 테크놀로지 홀딩 컴퍼니., 리미티드. Low-temperature co-fired dielectric material with adjustable dielectric constant series and method for manufacturing the same
CN114804832A (en) * 2021-06-04 2022-07-29 安米微纳新材料(广州)有限公司 Inorganic nonmetal low-temperature sintered ceramic powder and preparation method thereof

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