KR20140090418A - 광소자용 기판 및 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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KR20140090418A
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Abstract

본 발명은 금속을 프레임으로 이용하는 광소자용 기판 및 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는, 함몰부가 형성된 프레임; 상기 함몰부의 바닥면 소정 영역에 형성된 칩 실장 영역; 및 상기 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 형성된 제1 접착 보조층을 포함하는 광소자용 기판 및 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제공한다.

Description

광소자용 기판 및 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지{SUBSTRATE FOR OPTICAL DEVICE AND LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE HAVING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속을 프레임으로 이용하는 광소자용 기판과, 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
개별적인 칩(chip) 상태로 분리된 발광 다이오드는 인쇄회로기판, 전력공급원 또는 제어수단과 전기적으로 연결되기 위해 패키지(package)의 형태로 제공된다.
이때, 칩은 패키징을 통해 외부환경으로부터 보호되며, 외부의 단자와 전기적 접촉이 원활히 달성된다. 특히, 발광 다이오드의 경우, 전력의 공급을 통해 발생되는 광이 외부로 원활하게 배출되도록 하는 기능 및 칩에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 기능도 수행한다.
최근에는, 화합물 반도체의 단결정 형성 및 도판트 제어 기술의 진보를 통해, 고출력의 발광 다이오드가 구현되고 있다. 그런데, 이러한 고출력 발광 다이오드는 높은 전력 공급을 요구하고, 발생되는 열의 방출문제를 유발한다.
특히, 발생되는 열이 패키지 외부로 원활하게 방출되지 못하는 경우, 발광 다이오드의 열화를 가져오는 한 요인이 되기도 한다. 이를 해결하기 위해, 최근에는 패키지 소재로서 세라믹 또는 금속이 사용되고 있다.
여기서, 세라믹은 낮은 열전달 특성을 가지므로, 외부의 열을 차단하는 장점을 가지나, 패키지 내부에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 배출하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 패키지 내부에서 발생되는 광을 외부로 원활하게 배출하기 위해 발광 다이오드 칩 하부에 별도의 반사물질을 구비하여야 하는 문제점이 있다.
한편, 패키지 소재로서 금속을 사용하는 경우, 높은 열전달 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광 다이오드 패키지는 프레임(1), 몰딩부(3), 칩 실장부 및 렌즈부(7)를 가진다.
이때, 프레임(1)은 금속 재질로 구성되며, 프레임(1)의 측면에는 몰딩부(3)가 구비된다. 몰딩부(3)는 금속 재질의 프레임(1)과는 다른 재질인 고분자 재질을 포함하며, 하부로부터 상부로 신장된 형태로 발광 다이오드 패키지의 측면을 형성한다.
또한, 프레임(1)의 표면 및 몰딩부(3)에 의해 구획된 내부 공간에는 칩(5), 또는 칩(5)이 탑재된 별도의 기판으로 이루어지는 칩 실장부가 구비된다. 칩 실장부는 와이어 본딩 또는 표면 실장을 통해 프레임(1)과 전기적으로 연결된다.
아울러, 몰딩부(3)의 상단에는 렌즈부(7)가 구비된다. 이때, 렌즈부(7)는 투명 재질의 소재로 구성되며, 몰딩부(3)와 접합된다.
이때, 반사도를 높이기 위해 프레임(1) 전체가 Al 등 금속으로 이루어져 있는 경우, 칩 또는 서브마운트(submount) 실장시, 에폭시(epoxy)나 실리콘(silicon) 등 유기물이 들어 있는 Ag 페이스트(paste)를 이용하여 프레임(1) 상에 칩을 실장하게 되는데, 이는 Sn 베이스 솔더가 Al 프레임 상에 접착되지 않음에 따라 솔더링(soldering)이 불가능하기 때문이다.
그런데, 이와 같이 유기물이 함유된 Ag 페이스트를 이용하여 칩 또는 서브마운트를 실장하는 경우, 칩에서 발광되는 빛, 특히 자외선에 의해 유기물이 장시간 영향받음에 따라, Ag 페이스트가 프레임(1)으로부터 박리(delamination)되거나, 칩 또는 서브마운트가 Ag 페이스트로부터 박리되는 등 제품의 신뢰성을 저하시키는 현상이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 발광 다이오드를 실장하기 위한 프레임의 칩 실장 영역에, Sn 베이스 솔더에 의한 솔더링 혹은 리플로우가 가능하도록, 접착 보조층이 형성되는 광소자용 기판 및 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 함몰부가 형성된 프레임; 상기 함몰부의 바닥면 소정 영역에 형성된 칩 실장 영역; 및 상기 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 형성된 제1 접착 보조층을 포함하는 광소자용 기판이 제공된다.
여기서, 상기 프레임은 절연체에 의해 서로 이격된 제1프레임과 제2프레임을 포함한다.
이때, 상기 프레임은 Al 또는 Al 합금으로 이루어진다.
또한, 상기 절연체는 상기 칩 실장 영역으로부터 벗어나도록 형성된다.
또한, 상기 제1프레임은 상기 제2프레임보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 칩 실장 영역은 상기 제1프레임 상에 형성된다.
이때, 상기 제1 접착 보조층은 상기 제1프레임 상에 형성된다.
이때, 상기 제1 접착 보조층은 상기 접착층보다 상기 프레임에 대한 젖음성이 더 좋은 재료로 형성된다.
또한, 상기 제1 접착 보조층은 Ni/Ag, Ni/Au, Cu 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어진다.
한편, 상기 함몰부는 외측면 상단에 단턱부를 포함한다.
이때, 상기 단턱부 상에 제2 접착 보조층이 형성된다.
이때, 상기 제2 접착 보조층은 상기 제1 접착 보조층과 동일한 재질로 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상부에 칩 실장 영역을 포함하는 프레임; 상기 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 접착층을 개재하여 실장된 발광 다이오드; 및 상기 접착층과 상기 프레임 사이에 형성된 제1 접착 보조층을 포함하는 발광 다이오드 패키지가 제공된다.
여기서, 상기 프레임은 Al 또는 Al 합금으로 이루어진다.
이때, 상기 프레임은 서로 이격된 제1프레임과 제2프레임을 포함한다.
이때, 상기 제1프레임은 절연체에 의해 제2프레임과 이격된다.
또한, 상기 절연체는 상기 칩 실장 영역으로부터 벗어나도록 형성된다.
또한, 상기 제1프레임은 상기 제2프레임보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.
이때, 상기 칩 실장 영역은 상기 제1프레임 상에 형성된다.
또한, 상기 접착층은 Sn 또는 Sn 합금으로 이루어진다.
또한, 상기 제1 접착 보조층은 상기 제1프레임 상에 형성된다.
이때, 상기 제1 접착 보조층은 상기 접착층보다 상기 프레임에 대한 젖음성이 더 좋은 재료로 형성된다.
또한, 상기 제1 접착 보조층은 Ni/Ag, Ni/Au, Cu 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어진다.
한편, 상기 프레임은 상면에 함몰부를 포함하고, 상기 함몰부는 바닥면에 상기 칩 실장 영역을 포함한다.
이때, 상기 함몰부는 외측면 상단에 단턱부를 포함한다.
또한, 상기 단턱부는 상면에 제2 접착 보조층을 포함한다.
이때, 상기 제2 접착 보조층은 상기 제1 접착 보조층과 동일한 재질로 형성된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 프레임의 칩 실장 영역에 접착 보조층을 형성하고, 이 접착 보조층에 발광 다이오드를 솔더링 또는 리플로우 접합함으로써 발광 다이오드를 프레임에 견고하게 부착시켜, 종래와 같은 박리 현상을 방지하고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 프레임과 발광 다이오드 사이에 개재되는 접착층과 접착 보조층으로 인해, 발광 다이오드에서 발생된 열이 접착층과 접착 보조층을 통해 프레임으로 신속하게 전달되며, 따라서 종래에 비해 방열 효과가 향상된다.
아울러, 함몰부 상단 테두리를 따라 접착 보조층을 형성하고, 여기에 렌즈부가 Sn 베이스 솔더에 의해 접합되도록 함으로써 함몰부를 완전 실링하여 습기 침투로 인한 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광소자용 기판의 사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 사용 상태도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단턱부에 제2 접착 보조층이 형성된 예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정도.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 광소자용 기판 및 이를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
예를 들어, 본 명세서에서 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우, 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 위쪽, 상(부), 상측면 등의 방향적인 표현은 아래쪽, 하(부), 하측면 등의 의미로 이해될 수 있다. 즉, 공간적인 방향의 표현은 상대적인 방향으로 이해되어야 하며, 절대적인 방향을 의미하는 것처럼 한정적으로 이해되어서는 안 된다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
실시예
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광소자용 기판의 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광소자용 기판(10)은, 소정 두께를 가지고 상측면에 함몰부(30)가 형성되는 금속재질의 프레임(20)과, 함몰부(30) 바닥면의 소정 영역에 형성되는 칩 실장 영역과, 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 형성되는 제1 접착 보조층(40)을 포함한다.
여기서, 프레임(20)은 제1프레임(21)과, 절연체(23), 및 제2프레임(22)을 포함하며, 절연체(23)는 제1프레임(21)과 제2프레임(22) 사이에 개재되어, 제1프레임(21)과 제2프레임(22)은 절연체(23)를 사이에 두고 좌우 양측에서 서로 이격하여 대향하게 된다.
이때, 제1프레임(21)과 제2프레임(22)은 금속재질로 이루어지는데, 바람직하게는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며, 제1프레임(21)과 제2프레임(22) 사이에 소정 폭의 절연체(23)가 접합된다.
이때, 절연체(23)는 제1프레임(21) 및 제2프레임(22)과 접착성을 유지하고, 절연 특성을 가지는 재질이라면 어느 것이나 가능하며, 절연체(23)에 의해 제1프레임(21)과 제2프레임(22)은 전기적으로 분리된다.
또한, 절연체(23)는, 칩 실장 영역의 외측으로 소정 간격 이격하여 개재되는 것이 바람직한데, 칩 실장 영역이 프레임(20)의 중앙부에 형성됨에 따라, 절연체(23)는 프레임(20)의 중앙부에서 제1프레임(21) 또는 제2프레임(22)의 일측으로 치우쳐서 배치된다.
도 2와 도 3에 도시된 실시예의 경우, 절연체(23)가 제2프레임(22)의 일측으로 치우쳐서 배치됨에 따라, 제1프레임(21)의 폭이 제2프레임(22)의 폭 보다 크게 형성되는 예를 도시하고 있다.
한편, 프레임(20)의 상측면에 함몰부(30)가 형성된다. 이 함몰부(30)는 발광 다이오드(60, 도 4 참조)의 실장 영역을 확보하기 위한 것으로, 함몰부(30)의 내주면은 바닥면에 대해 수직으로 형성되는 것도 가능하고, 바람직하게는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 광 반사율이 효과적인 각도의 기울기로 경사지게 형성된다.
함몰부(30)의 바닥면 즉, 함몰부(30)가 형성된 제1프레임(21)의 상측면에 칩 실장 영역이 형성되고, 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 제1 접착 보조층(40)이 형성된다.
여기서, 제1 접착 보조층(40)은 발광 다이오드(60)의 솔더링시 Sn 베이스 솔더와 프레임(20) 간의 젖음성을 향상시켜, 발광 다이오드(60)가 프레임(20) 상에 견고하게 부착되게끔 하며, 이에 따라 종래와 같은 박리 현상을 방지할 수 있는 한편, 방열효율이 증대되는 효과를 발생시키게 된다.
이때, Sn 베이스 솔더로는 Sn 또는 Sn 합금, 예컨대 AuSn, SnAgCu, SnBl, SnPb, SnPbAg, SnSb, SnCu, SnAg 등이 사용될 수 있으며, 다양한 조성비로 제조될 수 있다.
또한, 제1 접착 보조층(40)이 형성되는 영역의 길이와 폭 등 규격은, 실장되는 발광 다이오드(60)의 규격에 따라 적절히 선택될 수 있다.
이때, 제1 접착 보조층(40)은 용융된 금속재료를 도포하거나, 증착 또는 도금 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 예컨대 Ni/Ag 또는 Ni/Au 또는 Cu로 이루어질 수 있다.
또한, 함몰부(30)의 경사면 외측에는, 상단 테두리를 따라 프레임(20)의 상측면으로부터 낮게 단차진 단턱부(50)가 형성되는데, 이 단턱부(50)는 후술하는 렌즈부(80, 도 4 참조)의 결합시 렌즈부(80) 하단을 지지하는 역할을 한다.
아울러, 제1프레임(21)의 저면에는 제1전극(71)이 형성되고, 제2프레임(22)의 저면에는 제2전극(72)이 형성되며, 이때 각각의 전극은 예컨대 Ni/Ag 또는 Ni/Au 또는 Cu로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 사용 상태도이며, 전술한 광소자용 기판(10)을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는, 상부에 칩 실장 영역을 포함하는 프레임(20), 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 접착층(45)을 개재하여 실장되는 발광 다이오드(60), 및 접착층(45)과 프레임(20) 사이에 형성되는 제1 접착 보조층(40)을 포함한다.
발광 다이오드(60)는 다이싱이 이루어진 개별적인 칩의 형태, 또는 다수의 칩이 금속배선을 통해 연결된 형태, 또는 칩이 표면 실장된 형태일 수 있으며, Sn 베이스 솔더로 이루어지는 접착층(45)에 의해 프레임(20)의 칩 실장 영역에 실장된다.
이때, 제1 접착 보조층(40)은 접착층(45)보다 프레임(20)에 대한 젖음성이 더 좋은 재료, 예컨대 Ni/Ag 또는 Ni/Au 또는 Cu 등으로 이루어지며, 제1 접착 보조층(40)이 접착층(45)과 프레임(20) 사이에 개재되어 접착층(45)과 프레임(20) 간의 젖음성을 향상시킴에 따라, 발광 다이오드(60)는 솔더링 또는 리플로우 접합 등의 방법으로 실장되어 프레임(20) 상의 칩 실장 영역에 견고하게 부착될 수 있다.
또한, 발광 다이오드(60)는 본딩 와이어(61)에 의해 제1프레임(21) 및 제2프레임(22)과 전기적으로 연결된다.
아울러, 렌즈부(80)가 단턱부(50)에 안착되는데, 이때 렌즈부(80)와 단턱부(50) 사이에는 일정한 접착도와 열팽창 계수를 가진 소프트한 재질의 완충부(81)가 개재되는 것이 바람직하며, 예컨대 우레탄, 에폭시, 아크릴, 실리콘 등 접착 가능한 유무기 폴리머가 이용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자용 기판(10')을 도시한 것으로, 단턱부에 제2 접착 보조층이 형성된 예를 도시한 단면도이며, 도 2 내지 도 4를 참고하여 전술한 실시예와 구성면에서 대동소이하다.
다만, 습기 침투로 인한 신뢰성 저하를 방지하기 위하여, 전술한 바와 같은 Sn 베이스 솔더를 사용하여 렌즈부(80)와 프레임(20)을 솔더링하되, 단턱부(50) 바닥면에 제2 접착 보조층(51)을 형성하여, 이 제2 접착 보조층(51)에 의해 렌즈부(80)와 프레임(20)이 서로 견고하게 결합되는 한편, 함몰부(30)가 완전 실링되도록 한다는 점에서 전술한 실시예와는 차이가 있다.
따라서, 도 2 내지 도 4를 참고하여 전술한 실시예의 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고, 중복 설명은 생략하기로 한다.
이때, 제2 접착 보조층(51)은 용융된 금속재료를 도포하거나, 증착 또는 도금 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 제1 접착 보조층(40)과 동일한 재질, 예컨대 Ni/Ag 또는 Ni/Au 또는 Cu로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 접착 보조층(51)은 제1 접착 보조층(40)과 동시에 형성될 수도 있으며, 제1 접착 보조층(40) 형성 전, 또는 제1 접착 보조층(40) 형성 후 별도 공정에 의해 따로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정도이다.
이하, 도 6을 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기로 한다.
프레임 준비 단계:
소정 두께를 가진 금속재질의 프레임(200)을 준비한다.
여기서, 프레임(200)은 소정 폭의 절연체(230) 좌우에 금속재질의 제1프레임(210)과 제2프레임(220)을 각각 접합하여 제조할 수 있다.
이때, 제1프레임(210)과 제2프레임(220)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 절연체(230)가 후술하는 제1 접착 보조층(40)을 가로지르지 않도록, 제1프레임(210)의 폭을 제2프레임(220)의 폭보다 크게 하여 절연체(230)가 프레임(200)의 중앙부 즉, 칩 실장 영역에서 일측으로 치우쳐 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 제1프레임(210)과 제2프레임(220)의 저면에 예컨대 Ni/Ag 또는 Ni/Au 또는 Cu로 이루어지는 제1전극(71)과 제2전극(72)이 각각 구비될 수 있는데, 이 제1전극(71)과 제2전극(72)은 프레임(200) 제조시 함께 형성되는 것이 바람직하다.
단턱부 및 함몰부 형성 단계:
프레임(200)의 상측면 중앙부를 드릴 등의 기계로 가공하여, 소정 직경과 깊이의 함몰부(30)를 형성한다. 이때, 함몰부(30)의 내주면은 광 반사율이 효과적인 각도의 기울기로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 함몰부(30)의 경사면 상단 테두리를 따라 그 외측을 드릴 등의 기계로 가공하여, 프레임(200)의 상측면으로부터 함몰부 방향으로 낮게 단차진 단턱부(50)를 소정 폭으로 형성한다.
이때, 함몰부(30)와 단턱부(50)의 형성 순서는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 즉, 위에서 설명한 바와 같이 먼저 함몰부(30)를 형성하고, 함몰부(30)의 상단 테두리를 따라 단턱부(50)를 형성하는 것도 가능하고, 먼저 단턱부(50)를 형성한 후 단턱부(50)의 내측 테두리를 따라 함몰부(30)를 형성하는 것도 가능하다.
한편, 도 6에 도시된 도면부호 200은 단턱부(50)와 함몰부(30) 형성 전의 프레임을 가리키고, 도면부호 20은 단턱부(50)와 함몰부(30)가 기계 가공에 의해 형성된 프레임을 가리킨다. 도면부호 210과 21, 220과 22, 230과 23 역시 마찬가지이다.
코팅층 형성 단계:
프레임(20)의 상측에 코팅층(500)을 형성한다.
이때 코팅층(500)은 함몰부(30)의 바닥면과 경사면, 단턱부(50)의 바닥면과 측면을 포함하는 제1프레임(21) 및 제2프레임(22)의 상측면에 일정 두께로 형성되며, 예컨대 Ni/Ag 또는 Ni/Au 또는 Cu 등 전도성 및 금속 접합력이 우수한 금속재료를 용융하여 도포하거나, 증착 또는 도금에 의해 코팅층(500)을 형성할 수 있다.
접착 보조층 형성 단계:
접착 보조층을 형성시키고자 하는 영역을 제외한 나머지 코팅층(500)을 제거하여, 프레임(20) 상측의 일정 영역에 접착 보조층을 형성한다. 이때, 코팅층(500)의 제거는, 드릴 등의 기계로 프레임(20)의 상측면을 가공함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이 함몰부(30)의 바닥면 소정 영역에만 제1 접착 보조층(40)을 형성할 수 있으며, 이 경우 함몰부(30) 바닥면의 소정 영역만 남기고 나머지 코팅층(500)을 제거하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이 함몰부(30)의 바닥면과 함께 단턱부(50)의 바닥면에도 접착 보조층을 형성할 수 있다. 즉, 함몰부(30)의 바닥면에 제1 접착 보조층(40)을 형성하고, 단턱부(50)의 바닥면에 제2 접착 보조층(51)을 형성할 수 있다. 이 경우 함몰부(30) 바닥면의 소정 영역과 단턱부(50)의 바닥면만 남기고 나머지 코팅층(500)을 제거하게 된다.
발광 다이오드 실장 단계:
제1 접착 보조층(40)에 솔더링 또는 리플로우 접합 등의 방식으로 발광 다이오드(60)를 실장한다. 이때, 발광 다이오드(60)와 프레임(20)은 Sn 베이스 솔더로 이루어지는 접착층(45)과 제1 접착 보조층(40)을 매개로 하여 서로 견고하게 접합된 상태를 유지하게 된다.
종래에는 발광 다이오드(60)를 프레임(20) 상에 부착하기 위해 유기물이 함유된 Ag 페이스트를 사용함에 따라, Ag 페이스트에 함유된 유기물이 발광 다이오드(60)에서 발산되는 빛, 특히 자외선에 의해 변질되는 경우 발광 다이오드(60) 또는 Ag 페이스트의 박리 현상이 발생되었다.
그러나, 본 발명에 의하면, 발광 다이오드(60)가 Sn 베이스 솔더로 이루어지는 접착층(45)과 제1 접착 보조층(40)에 의해 프레임(20)에 견고하게 실장되므로, 이러한 박리 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 발광 다이오드(60)에서 발생된 열이 접착층(45)과 제1 접착 보조층(40)을 통해 프레임(20) 쪽으로 신속하게 전달되므로, 방열효율이 증대되는 효과도 볼 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정도이다.
도 6을 참고하여 전술한 실시예에서는, 프레임(20)의 상측면 전체에 먼저 코팅층(500)을 형성한 후, 접착 보조층으로 남기고자 하는 영역을 제외한 나머지 코팅층(500)을 모두 제거하는 방식으로 접착 보조층을 형성하였다.
그런데, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 이처럼 프레임(20)의 상측면 전체에 코팅층(500)을 형성하는 단계를 수행하지 않고, 접착 보조층을 형성하고자 하는 영역만을 선택하여 그 영역에만 접착 보조층을 형성하는 것도 가능하다.
도 7은 이러한 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있으며, 프레임 준비 단계와, 단턱부 및 함몰부 형성 단계, 및 발광 다이오드 실장 단계는 도 6을 참고하여 전술한 실시예와 동일한 방법으로 실시된다. 이하, 전술한 실시예와 동일한 공정에 대하여는 중복 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 프레임 준비 단계와 단턱부 및 함몰부 형성 단계를 차례로 수행한 후, 전술한 실시예의 코팅층 형성 단계를 수행하지 않고, 바로 접착 보조층 형성 단계를 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접착 보조층 형성 단계에서는, 함몰부(30) 바닥면의 소정 영역에 금속재료의 도포, 증착 또는 도금 등의 방법으로 제1 접착 보조층(40)을 형성한다.
이때, 같은 방법으로 단턱부(50)에 제2 접착 보조층(51)을 형성할 수 있음은 물론이며, 제1 접착 보조층(40)과 제2 접착 보조층(51)의 형성 순서를 서로 바꿔 수행할 수도 있다.
접착 보조층 형성 단계 이후에는 발광 다이오드 실장 단계(S50)가 수행되며, 이는 도 6을 참고하여 전술한 실시예와 동일하다.
10,10' : 광소자용 기판
100 : 발광 다이오드 패키지
20 : 프레임
21 : 제1프레임
22 : 제2프레임
23 : 절연체
30 : 함몰부
40 : 제1 접착 보조층
50 : 단턱부
60 : 발광 다이오드
71 : 제1전극
72 : 제2전극
80 : 렌즈부

Claims (27)

  1. 함몰부가 형성된 프레임;
    상기 함몰부의 바닥면 소정 영역에 형성된 칩 실장 영역; 및
    상기 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 형성된 제1 접착 보조층을 포함하는 광소자용 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임은 절연체에 의해 서로 이격된 제1프레임과 제2프레임을 포함하는 광소자용 기판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임은 Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 광소자용 기판.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 절연체는 상기 칩 실장 영역으로부터 벗어나도록 형성되는 광소자용 기판.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1프레임은 상기 제2프레임보다 큰 폭을 갖도록 형성되는 광소자용 기판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 칩 실장 영역은 상기 제1프레임 상에 형성되는 광소자용 기판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 접착 보조층은 상기 제1프레임 상에 형성되는 광소자용 기판.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 접착 보조층은 상기 접착층보다 상기 프레임에 대한 젖음성이 더 좋은 재료로 형성되는 광소자용 기판.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 접착 보조층은 Ni/Ag, Ni/Au, Cu 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 광소자용 기판.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 함몰부는 외측면 상단에 단턱부를 포함하는 광소자용 기판.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 단턱부 상에 제2 접착 보조층이 형성되는 광소자용 기판.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 접착 보조층은 상기 제1 접착 보조층과 동일한 재질로 형성되는 광소자용 기판.
  13. 상부에 칩 실장 영역을 포함하는 프레임;
    상기 칩 실장 영역의 적어도 일부분에 접착층을 개재하여 실장된 발광 다이오드; 및
    상기 접착층과 상기 프레임 사이에 형성된 제1 접착 보조층을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프레임은 Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 프레임은 서로 이격된 제1프레임과 제2프레임을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1프레임은 절연체에 의해 제2프레임과 이격되는 발광 다이오드 패키지.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 절연체는 상기 칩 실장 영역으로부터 벗어나도록 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1프레임은 상기 제2프레임보다 큰 폭을 갖도록 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 칩 실장 영역은 상기 제1프레임 상에 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 접착층은 Sn 또는 Sn 합금으로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
  21. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 접착 보조층은 상기 제1프레임 상에 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  22. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 접착 보조층은 상기 접착층보다 상기 프레임에 대한 젖음성이 더 좋은 재료로 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 제1 접착 보조층은 Ni/Ag, Ni/Au, Cu 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
  24. 청구항 13에 있어서,
    상기 프레임은 상면에 함몰부를 포함하고, 상기 함몰부는 바닥면에 상기 칩 실장 영역을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 함몰부는 외측면 상단에 단턱부를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 단턱부는 상면에 제2 접착 보조층을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 제2 접착 보조층은 상기 제1 접착 보조층과 동일한 재질로 형성되는 발광 다이오드 패키지.
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