KR20120063815A - 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

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이재희
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Abstract

선명한 색재현성을 위한 발광 다이오드 패키지가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 전기적으로 분리된 복수의 리드 프레임을 포함하는 패키지 기판, 복수의 리드 프레임에 연결되도록 실장된 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩 및 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면 상에 위치하여 발광 다이오드 칩에서 발생된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링하는 필터층을 포함한다.

Description

발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 {LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE AND MANUFATURING METHOD THEREOF}
본 발명은 복수 개의 발광 다이오드에서 발생된 노이즈 파장 영역의 광을 필터링하는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 칩은 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(COMPOUND SEMICONDUCTOR) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자이다.
최근 발광 다이오드 칩은 저휘도의 범용 제품에서 벗어나 고휘도 및 고품질의 제품 생산이 가능해졌다. 따라서, 발광 다이오드 칩은 패키지 형태로 제조되어, 실내외 조명장치, 자동차 헤드라이트, 자동차 실내등, 백라이트 유닛(Back Light Unit) 등의 다양한 분야에서 이용되고 있다.
한편, 무드등과 같은 특정 파장 영역의 광을 구현하기 위해 서로 다른 파장 영역의 광을 발생시키는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제조하는 경우, 광의 선명한 색재현성이 요구된다. 이 같은 발광 다이오드 패키지는 서로 다른 파장 영역의 광을 혼합하여 특정 파장 영역의 광을 재현하는 것으로, 광은 넓은 파장 영역을 갖게 된다. 넓은 파장 영역은 특정 파장 영역을 구성하는데 필요한 정상 파장 영역뿐만 아니라, 노이즈 파장 영역을 포함할 수 있다. 노이즈 파장 영역이 발생됨에 따라 발광 다이오드 패키지에서 발생되는 광의 색 선명도가 저하된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 혼합되는 과정에서 발생된 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 필터링함으로써, 필요한 색의 광을 선명하게 재현할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 전기적으로 분리된 복수의 리드 프레임을 포함하는 패키지 기판, 상기 복수의 리드 프레임에 연결되도록 실장된 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩, 및 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링하는 필터층을 포함한다.
일측에 따르면, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면과 상기 필터층의 사이에 위치하고, 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 파장 변환층 및 상기 필터층 상에 위치하는 투명 수지층을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩은 적색 파장 영역, 녹색 파장 영역, 청색 파장 영역, 주황색 파장, 자색 파장 영역 및 자외선 파장 영역 중 어느 하나의 파장 영역에 대한 광을 발생할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 필터층은 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 혼합되는 과정에서 발생된 상기 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 제거할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 필터층은 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광의 정상 파장 영역 이하의 제1 노이즈 파장 영역을 제거하는 제1 필터 및 상기 정상 파장 영역 이상의 제2 노이즈 파장 영역을 제거하는 제2 필터를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩은 와이어를 이용하여 상기 복수의 리드 프레임에 연결될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩은 솔더볼을 이용하여 상기 복수의 리드 프레임에 플립칩 본딩될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 패키지 기판에 포함된 복수의 리드 프레임에 연결되도록 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩을 실장하는 단계 및 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링하는 필터층을 형성하는 단계를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면과 상기 필터층의 사이에 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 파장 변환층을 형성하는 단계 및 상기 필터층 상에 투명 수지층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 필터층을 형성하는 단계는 유리 기판 상에 이산화티타늄(TiO2)을 증착하는 단계 및 상기 증착된 이산화티타늄 상에 이산화실리콘(SiO2)을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 다이오드 패키지는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 혼합되는 과정에서 발생된 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 제거하거나, 정상 파장 영역으로 변환시킴으로써, 필요한 색의 광을 선명하게 재현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 파장 영역을 제거 전과 후의 발광 스펙트럼 분포 그래프이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)는 패키지 기판(110), 제1 리드 프레임(121), 제2 리드 프레임(122), 발광 다이오드 칩(130), 파장 변환층(140), 필터부(150) 및 투명 수지부(160)를 포함한다.
패키지 기판(110)은 발광 다이오드 칩(130)을 실장하기 위한 캐비티(111)를 포함하고, 이 캐비티(111)의 바닥면에 일부가 노출되도록 삽입된 제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122)을 포함한다. 발광 다이오드 칩(130)은 캐비티(111)의 바닥면 상에 실장되고, 제1 와이어(131) 및 제2 와이어(132)에 의해 제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122) 각각에 전기적으로 연결된다.
발광 다이오드 칩(130)은 각각 적색 파장 영역, 적색 파장 영역, 녹색 파장 영역, 청색 파장 영역, 주황색 파장 영역, 자색 파장 영역 및 자외선 파장 영역 중 어느 하나의 파장 영역에 대한 광을 발생할 수 있다. 발광 다이오드 칩(130)는 서로 동일하거나 다른 파장 영역의 광을 발생할 수 있으며, 상술한 파장 영역 외에 다른 파장 영역의 광을 발생할 수도 있다.
파장 변환층(140)은 캐비티(111) 내부에 형성되고, 발광 다이오드 칩(130)의 광 방출면과 필터층(150) 사이에 위치할 수 있다. 파장 변환층(140)은 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체(141)를 포함할 수 있다.
필터층(150)은 발광 다이오드 칩(130)의 광 방출면 상에 위치하여 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링한다. 필터층(150)은 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광뿐만 아니라, 파장 변환층(140)에 포함된 형광체(141)에 의해 여기된 광도 필터링할 수 있다.
노이즈 파장 영역이란, 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광의 정상 파장 영역이 아닌, 그 외의 파장 영역을 의미할 수 있다. 노이즈 파장 영역의 광은 외부로 추출된 광에 포함되므로, 발광 다이오드 패키지(100)에서 발생되는 광의 색 선명도를 저하시킬 수 있다. 이 같은 노이즈 파장 영역의 광은 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광이 혼합되는 과정에서 발생될 수 있으며, 파장 변환부(140)에 포함된 형광체(141)가 여기되는 과정에서 발생될 수도 있다.
필터층(150)은 제1 필터(151) 및 제2 필터(152)를 포함할 수 있다. 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광은 정상 파장 영역 외에 노이즈 파장 영역을 포함할 수 있다. 이 노이즈 파장 영역은 정상 파장 영역 이하의 제1 노이즈 파장 영역과, 정상 파장 영역 이상의 제2 노이즈 파장 영역을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 필터(151)는 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광에서 제1 노이즈 파장 영역의 광을 제거하고, 제2 필터(152)는 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광에서 제2 노이즈 파장 영역의 광을 제거할 수 있다.
예를 들어, 발광 다이오드 칩(130)에서 자외선 파장 영역의 광이 발생되고, 파장 변환층(140)에 청색, 녹색, 적색 형광체(141)가 포함되는 경우, 선명한 백색광을 재현하기 위해서는 청색 파장 영역(예를 들어, 435㎚ 내지 470㎚)의 광과, 녹색 파장 영역(예를 들어, 490㎚ 내지 560㎚)과, 적색 파장 영역(예를 들어, 590㎚ 내지 660nm)의 광이 필요하다. 그러나, 실제에서는 청색 파장 영역, 녹색 파장 영역, 적색 파장 영역 각각의 광들이 혼합되는 과정에서 435㎚ 이하의 파장 영역에 대한 광과 660㎚ 이상의 파장 영역에 대한 광이 발생한다. 따라서. 제1 필터(151)는 435㎚ 이하의 제1 노이즈 파장 영역에 대한 광과 660㎚ 이상의 제2 노이즈 파장 영역에 대한 광을 제거할 수 있다.
투명 수지층(160)은 필터층(150) 상에 형성되어 필터층(150)을 보호하고, 필터층(150)을 통과하면서 노이즈 파장 영역에 대응하는 광이 필터링된 상태의 광을 외부로 방출한다. 투명 수지층(160)은 투명 에폭시, 실리콘 또는 형광체 혼합물로 형성될 수 있으며, 반구 형태 또는 사각 형태 및 그 외 다양한 형태로 형성되어 광 추출 효율을 향상시킨다. 예를 들어, 투명 수지층(160)은 반구 형태로 형성되되, 발광 다이오드 칩(130)의 중심부를 기준으로 일정 크기의 홀을 포함할 수도 있다.
도 1에 도시된 발광 다이오드 패키지(100)는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩을 포함하는 형태로 구현될 수 있으며, 파장 변환층(140)을 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 패키지(100)는 백색광을 재현하기 위하여 청색 파장 영역의 광을 발생하는 하나의 발광 다이오드 칩과 황색 형광체를 포함하는 파장 변환층(140)을 포함할 수도 있다.
또는, 자외선 파장 영역의 광을 발생하는 하나의 발광 다이오드 칩과 청색, 녹색 및 적색 형광체를 포함하는 파장 변환층(140)을 포함할 수도 있다.
또는, 파장 변환층(140) 없이 청색 파장 영역, 녹색 파장 영역 및 적색 파장 영역의 광을 발생하는 세 개의 발광 다이오드 칩을 포함할 수 있다. 이 같은 발광 다이오드 칩과 형광체의 조합은 발광 다이오드 패키지(100)를 통해 얻고자 하는 광의 색에 따라 달라질 수 있다.
필터층(150)은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩과 형광체에 발생할 수 있는 노이즈 파장 영역을 고려하여 해당 노이즈 파장 영역의 광을 필터링할 수 있도록 설계될 수 있다.
도 1에 도시된 발광 다이오드 패키지(100)는 필터층(150)을 통해 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 제거함으로써, 외부로 추출되는 광의 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 1에서는 필터층(150)이 제1 필터(151) 및 제2 필터(152)를 포함하는 것으로 도시 및 설명하였으나, 그 이상의 필터를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 패키지가 청색 파장 영역의 광을 발생하는 발광 다이오드 칩, 녹색 파장 영역의 광을 발생하는 발광 다이오드 칩 및 적색 파장 영역의 광을 발생하는 발광 다이오드 칩을 포함하는 경우, 보다 선명한 백색광을 재현하기 위하여 발광 다이오드 패키지는 네 개의 필터를 포함할 수 있다.
구체적으로, 청색 파장 영역(예를 들어, 435㎚ 내지 470㎚) 이하의 제1 노이즈 파장 영역(435㎚ 이하)의 광을 제거하는 제1 필터, 청색 파장 영역과 녹색 파장 영역(예를 들어, 490㎚ 내지 560㎚) 사이의 제2 노이즈 파장 영역(470㎚ 내지 490㎚ 사이)의 광을 제거하는 제2 필터, 녹색 파장 영역과 적색 파장 영역(예를 들어, 590㎚ 내지 660nm) 사이의 제3 노이즈 파장 영역(560㎚ 내지 590㎚ 사이)의 광을 제거하는 제3 필터 및 적색 파장 영역 이상의 제4 노이즈 파장 영역(660㎚ 이상)의 광을 제거하는 제4 필터를 포함할 수 있다. 이 같이 네 개의 필터를 포함하는 경우에는 백색광에 필요한 정상 파장 영역의 광만을 통과시킬 수 있게 되어 선명한 백색광을 재현할 수 있다.
한편, 다른 실시예로, 도 1에 도시된 제1 필터(151)는 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광에 포함된 제1 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 정상 파장 영역으로 변환할 수 있다. 또한, 제2 필터(152)는 발광 다이오드 칩(130)에서 발생된 광에 포함된 제2 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 정상 파장 영역으로 변환할 수 있다.
즉, 제1 필터(151) 및 제2 필터(152)로 구성된 필터층(150)을 통해 제1 및 제2 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 정상 파장 영역으로 변환함으로써, 외부로 추출되는 광의 색 재현성을 향상시킬 수 있다. 이 같은 실시예의 경우, 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 제거하는 것이 아니라 정상 파장 영역으로 변환시키는 것으로, 발광 다이오드 패키지(100)의 광량을 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(200)는 패키지 기판(210), 제1 리드 프레임(221), 제2 리드 프레임(222), 발광 다이오드 칩(240), 파장 변환층(250), 필터부(260) 및 투명 수지층(270)을 포함한다.
패키지 기판(210)은 도 1에 도시된 패키지 기판(110)와 달리 캐비티(111)가 없으며, 패키지 기판(210)은 일면에 서로 이격된 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)을 포함한다.
발광 다이오드 칩(240)은 패키지 기판(210)에 포함된 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)과 연결된다. 이 경우, 발광 다이오드 칩(240)은 솔더볼(230)에 의해 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)에 플립칩 본딩된다.
즉, 발광 다이오드 칩(240)을 와이어를 이용하지 않고, 솔더볼(230)을 통해 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)에 직접 접합함에 따라 발광 다이오드 패키지(200)를 소형화할 수 있고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2에서는 솔더볼(230)을 이용하여 발광 다이오드 칩(240)을 플립칩 본딩하는 것으로 도시하고 있으나, 솔더볼(230) 외에 금속 범프 또는 금속 접합 재료를 이용할 수도 있다.
파장 변환층(250)은 발광 다이오드 칩(240)을 둘러싸도록 형성되고, 발광 다이오드 칩(240)에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함할 수 있다.
필터층(260)은 파장 변환층(250) 상에 위치하여 발광 다이오드 칩(240)에서 발생된 광과 파장 변환층(250)에 포함된 형광체에 의해 여기된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링한다.
필터층(260)은 제1 필터(261) 및 제2 필터(262)를 포함할 수 있다. 제1 필터(261)는 발광 다이오드 칩(240)에서 발생된 광에서 제1 노이즈 파장 영역의 광을 제거하고, 제2 필터(262)는 발광 다이오드 칩(240)에서 발생된 광에서 제2 노이즈 파장 영역의 광을 제거할 수 있다.
도 2에서 제1 필터층(261) 및 제2 필터층(262)은 파장 변환층(250)의 상부면에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 파장 변환층(250) 전체면에 위치할 수도 있다.
투명 수지층(270)은 파장 변환층(250) 및 필터층(260)을 둘러싸도록 형성되어 파장 변환층(250) 및 필터층(260)을 보호하고, 필터층(260)을 통과하면서 노이즈 파장 영역에 대응하는 광이 필터링된 상태의 광을 외부로 방출한다.
도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지(200)는 필터층(260)을 통해 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 제거함으로써, 외부로 추출되는 광의 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 파장 영역을 제거 전과 후의 발광 스펙트럼 분포 그래프(이하, '그래프'라 함)이다.
도 3에 도시된 그래프(310)는 청색 파장 영역의 광을 발생하는 제1 발광 다이오드 칩, 녹색 파장 영역의 광을 발생하는 제2 발광 다이오드 칩 및 적색 파장 영역의 광을 발생하는 제3 발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 다이오드 패키지에서 발생되는 광의 발광 스펙트럼 분포를 나타낸다. 즉, 그래프(310)는 도 1에 도시된 필터층(150) 또는 도 2에 도시된 필터층(260)을 포함하지 않는 발광 다이오드 패키지에 관련된 것이다.
그래프(310)를 참조하면, 선명한 백색광을 재현하는데 필요한 정상 파장 영역(B) 외에 제1 노이즈 파장 영역(A) 및 제2 노이즈 파장 영역(C)이 포함된다. 제1 노이즈 파장 영역(A) 및 제2 노이즈 파장 영역(C)은 백색광의 선명도를 저해하는 요인이 될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 필터층(150) 또는 도 2에 도시된 필터층(260)을 포함하는 발광 다이오드 패키지는 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 필터층(150, 260)을 통과하도록 하여 제1 및 제2 노이즈 파장 영역(A, C)을 필터링한다. 예를 들어, 필터층(150, 260)을 이용하여 제1 노이즈 파장 영역(A) 및 제2 노이즈 파장 영역(B)의 광을 제거하여 정상 파장 영역의 광만을 통과시킬 수 있다.
제1 및 제2 노이즈 파장 영역(A, C)이 제거됨에 따라 발광 다이오드 패키지의 외부로 추출되는 광의 발광 스펙트럼 분포는 정상 파장 영역(B)인 435㎚ 내지 660㎚ 파장 영역을 가질 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 발광 다이오드 칩을 실장하기 위한 패키지 기판(410)을 마련하는 과정을 포함한다. 구체적으로, 패키지 기판(410)은 캐비티(411)를 포함하고, 캐비티(411)의 바닥면 일측에 노출되도록 삽입된 제1 리드 프레임(421)과, 캐비티(411)의 바닥면의 타측에 노출되도록 삽입된 제2 리드 프레임(422)을 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 패키지 기판(410)에 발광 다이오드 칩(430)을 실장하는 과정을 포함한다. 구체적으로, 발광 다이오드 칩(430)을 캐비티(411)의 바닥면에 실장하고, 제1 와이어(431) 및 제2 와이어(432)를 이용하여 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)에 전기적으로 연결한다.
또한, 발광 다이오드 칩(430)을 덮도록 캐비티(411) 내에 파장 변환층(440)을 형성하는 과정을 더 포함할 수 있다. 파장 변환층(440)은 발광 다이오드 칩(430)에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체(441)를 포함할 수 있다. 형광체의 종류는 발광 다이오드 패키지를 이용하여 구현하고자 하는 광의 색과, 발광 다이오드 칩(430)에서 발생하는 광의 색에 따라서 달라질 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 필터층(450)을 제조 과정을 포함한다. 필터층(450)을 제조하기 위하여, 유리 기판(451)을 세척한 후, 유리 기판(451) 상에 이산화티타늄(TiO2)(452)을 증착하고, 이산화티타늄(452) 상에 이산화실리콘(SiO2)(453)을 증착한다.
유리 기판(451) 상에 이산화티타늄(452)을 증착하고 난 후, 분광 광도계(미도시)를 이용하여 유리 기판(451)과 이산화티타늄(452)에 대한 광의 반사율과 투과율을 측정한다. 또한, 이산화티타늄(452) 상에 이산화실리콘 (453)을 증착하고 난 후, 분광광도계를 이용하여 유리 기판(451), 이산화티타늄(452), 이산화실리콘(453)에 대한 광의 반사율과 투과율을 측정한다.
또한, 광의 반사율과 투과율을 측정하는 과정에서 이산화티타늄(452) 또는 이산화실리콘(453)의 두께를 측정하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 유리 기판(451), 이산화티타늄(452) 및 이산화실리콘(453)은 물질의 굴절률 차이로 인해 광을 반사 또는 투과한다. 이 경우, 광의 반사율 또는 광의 투과율은 이산화티타늄(452) 및 이산화실리콘(453)의 두께에 따라 상이해질 수 있다. 따라서, 이산화티타늄(452) 및 이산화실리콘(453)의 두께를 측정하고, 각각에 대한 반사율과 투과율을 측정하여 원하는 노이즈 파장 영역을 제거(반사)하도록 필터층(450)을 제조할 수 있다. 다시 말해, 유리 기판(450), 이산화티타늄(452) 및 이산화실리콘(453)을 포함하는 필터층(450)은 발광 다이오드 칩(430)에서 발생되는 광의 정상 파장 영역과, 제거해야 할 노이즈 파장 영역에 따라 그 두께를 달리할 수 있다.
또한, 필터층(450)을 구성하는 이산화티타늄(452) 및 이산화실리콘(453)은 여러 번 증착하여 각각 다층 구조로 형성할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 제1 필터층(450A) 및 제2 필터층(450B)을 발광 다이오드 칩(430)의 광 방출면 상에 형성하는 과정을 포함한다. 구체적으로, 발광 다이오드 칩(430)의 광 방출면 상에서, 패키지 기판(410)의 상부면 상에 제1 필터층(450A)을 접합 물질을 이용하여 접합시키고, 제1 필터층(450A) 상에 제2 필터층(450B)을 접합 물질을 이용하여 접합시킬 수 있다. 제1 필터층(450A) 및 제2 필터층(450B)는 도 5에 도시된 방법으로 제조될 수 있으며, 서로 다른 노이즈 파장 영역의 광을 제거할 수 있다.
예를 들어, 제1 필터층(450A)은 발광 다이오드 칩(430)에서 발생되는 광에서 정상 영역 이하의 제1 노이즈 파장 영역의 광을 제거할 수 있으며, 제2 필터층(450B)은 발광 다이오드 칩(430)에서 발생되는 광에서 정상 영역 이하의 제2 노이즈 파장 영역의 광을 제거할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 필터층(450) 상에 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 이용하여 광 추출이 용이한 형태의 투명 수지층(460)를 형성하여 발광 다이오드 패키지(400)를 제조할 수 있다.
한편, 별도의 도면으로 도시하고 있지는 않으나, 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지(200) 역시 도 4 내지 도 8에 도시된 것과 유사한 방법으로 제조할 수 있다. 다만, 발광 다이오드 패키지(200)는 와이어를 이용하지 않는 플립칩 본딩 방식으로 패키지 기판(210) 상에 접합될 수 있다. 구체적으로, 패키지 기판(210)의 일면에 위치하는 복수의 리드 프레임(또는 전극 패드)(221, 222) 상에 솔더볼(230)을 토출 방식 또는 스크린 프린팅 방식으로 형성한 후, 솔더볼(230)에 접합되도록 발광 다이오드 칩(240)을 플립칩 본딩할 수 있다. 이 과정에서 발광 다이오드 칩(240)이 패키지 기판(210)에 접착 및 고정되도록 리플로우(reflow) 공정을 거친다.
이후, 플립칩 본딩된 발광 다이오드 칩(240)의 광 방출면 상에 형광체를 포함하는 파장변환층(250)을 형성하고, 파장변환층(250) 상에 노이즈 파장 영역의 광을 필터링하기 위한 필터층(260)을 형성할 수 있다. 필터층(260)을 구성하는 제1 필터(261) 및 제2 필터(262)는 도 6에 도시된 방법과 동일한 방법으로 제조될 수 있다. 그리고, 파장 변환층(250) 및 필터층(260) 상에 투명 수지층(270)을 도포하여 발광 다이오드 패키지(200)를 제조할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200, 400 : 발광 다이오드 패키지
110, 210, 410 : 패키지 기판
140, 250, 440 : 파장 변환층
150, 260, 450 : 필터층
151, 261, 450A : 제1 필터 152, 262, 450B : 제2 필터

Claims (10)

  1. 전기적으로 분리된 복수의 리드 프레임을 포함하는 패키지 기판;
    상기 복수의 리드 프레임에 연결되도록 실장된 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩; 및
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링하는 필터층
    을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면과 상기 필터층의 사이에 위치하고, 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 파장 변환층; 및
    상기 필터층 상에 위치하는 투명 수지층
    을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩은,
    적색 파장 영역, 녹색 파장 영역, 청색 파장 영역, 주황색 파장, 자색 파장 영역 및 자외선 파장 영역 중 어느 하나의 파장 영역에 대한 광을 발생하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터층은,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 혼합되는 과정에서 발생된 상기 노이즈 파장 영역에 대응하는 광을 제거하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터층은,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광의 정상 파장 영역 이하의 제1 노이즈 파장 영역을 제거하는 제1 필터; 및
    상기 정상 파장 영역 이상의 제2 노이즈 파장 영역을 제거하는 제2 필터
    를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩은,
    와이어를 이용하여 상기 복수의 리드 프레임에 연결되는 발광 다이오드 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩은,
    솔더볼을 이용하여 상기 복수의 리드 프레임에 플립칩 본딩되는 발광 다이오드 패키지.
  8. 패키지 기판에 포함된 복수의 리드 프레임에 연결되도록 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩을 실장하는 단계; 및
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광에 포함된 노이즈 파장 영역을 필터링하는 필터층을 형성하는 단계
    를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩의 광 방출면과 상기 필터층의 사이에 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 파장 변환층을 형성하는 단계; 및
    상기 필터층 상에 투명 수지층을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 필터층을 형성하는 단계는,
    유리 기판 상에 이산화티타늄(TiO2)을 증착하는 단계; 및
    상기 증착된 이산화티타늄 상에 이산화실리콘(SiO2)을 증착하는 단계
    를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조 방법.
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