KR20160003441A - Ｌｅｄ 패키지 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

LED 패키지와, 이 LED 패키지의 제조 방법이 개시된다. 개시된 LED 패키지는, 상측면이 개방된 LED 탑재 홈이 형성된 리드프레임(lead frame), LED 탑재 홈의 내측면에 탑재되어 리드프레임과 전기적으로 연결되는 LED(light emitting diode), LED 탑재 홈에 채워져 경화되는 밀봉용 수지(encapsulant), 및 LED에서 발(發)한 빛의 휘도를 향상시키는 것으로, LED 탑재 홈을 폐쇄하도록 밀봉용 수지의 상측에 배치된 형광 필름 조각을 구비하고, 밀봉용 수지와 형광 필름 조각이 이격되어 양 자 사이에 공기층이 형성된다.

Description

ＬＥＤ 패키지 및 그 제조 방법{Light emitting diode package and method for fabricating the same}
본 발명은 LED와 형광 필름 조각을 구비한 LED 패키지와, 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자기기의 인디케이터(indicator), LCD 패널의 백라이트 유닛, 조명장치 등으로 사용되는 LED 패키지는 통상적으로, 반도체 칩의 일종인 LED(light emitting diode)를 리드프레임(lead frame)에 실장하고, LED와 전극 연결 부분을 보호하기 위해 투광성 수지로 밀봉하여 형성된다. 밀봉용 수지(encapsulant)로는 통상적으로, 분말 형태의 형광 충진제(phosphor powder)가 혼합된 실리콘 수지(silicone)가 사용된다.
그러나, 이러한 종래의 LED 패키지는 형광 충진제 분말을 밀봉용 수지에 균질하게 교반 및 혼합하기 어려워 LED 패키지의 발광 특성 편차가 커져 품질 관리가 어렵고 양품 수율이 낮아 진다. 또한, LED의 발열이 밀봉용 수지에 포함된 형광 충진제 분말을 변형시켜 발광 효율을 저하시키며, LED 패키지의 수명을 단축시킨다.
대한민국 등록특허공보 10-1102237호 대한민국 공개특허공보 10-2011-0074098호
본 발명은, LED에서 발(發)한 빛의 휘도를 향상시키는 형광 필름 조각이 LED와 이격되게 배치되고, LED를 밀봉하는 밀봉용 수지와 형광 필름 조각 사이가 이격되어 공기층이 형성된 LED 패키지와, 이 LED 패키지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 상측면이 개방된 LED 탑재 홈이 형성된 리드프레임(lead frame), 상기 LED 탑재 홈의 내측면에 탑재되어 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되는 LED(light emitting diode), 상기 LED 탑재 홈에 채워져 경화되는 밀봉용 수지(encapsulant), 및 상기 LED에서 발(發)한 빛의 휘도를 향상시키는 것으로, 상기 LED 탑재 홈을 폐쇄하도록 상기 밀봉용 수지의 상측에 배치된 형광 필름 조각을 구비하고, 상기 밀봉용 수지와 상기 형광 필름 조각이 이격되어 양 자 사이에 공기층이 형성된 LED 패키지를 제공한다.
본 발명의 LED 패키지는, 상기 리드프레임의 상단 외주벽에 상기 형광 필름 조각을 접착시키는 것으로, 상기 형광 필름 조각의 상측면에 투명한 액상 수지가 도포 및 경화되어 형성되는 투명 접착층을 더 구비할 수 있다.
상기 투명 접착층은 상기 형광 필름 조각의 외주부 상측면에만 적층되고, 상기 형광 필름 조각의 중앙부 상측면에는 적층되지 않을 수 있다.
상기 형광 필름 조각은, 투명한 베이스층(base layer), 및 상기 베이스층 상에 적층된, 형광 충진제가 포함된 형광층을 구비할 수 있다.
상기 리드프레임은, 상기 LED 탑재 홈의 입구 내주면에 상기 형광 필름 조각의 외주부가 지지되는 필름 조각 지지면을 구비할 수 있다.
또한 본 발명은, 상측면이 개방된 LED 탑재 홈이 형성된 리드 프레임(lead frame)에 LED를 탑재하고, 리드프레임과 LED를 전기적으로 연결하는 LED 탑재 단계, 상기 LED 탑재 단계 이후에 상기 LED 탑재 홈에 액상의 투명한 밀봉용 수지를 주입하는 밀봉용 수지 주입 단계, 및 상기 밀봉용 수지 주입 단계 이후에 상기 LED 탑재 홈이 폐쇄되도록 형광 필름 조각을 상기 밀봉용 수지의 상측에 배치하며 상기 리드프레임으로 지지하는 형광 필름 조각 탑재 단계를 구비하고, 상기 형광 필름 조각 탑재 단계에서는, 상기 밀봉용 수지와 상기 형광 필름 조각 사이에 공기층이 형성되도록 상기 형광 필름 조각을 상기 밀봉용 수지에서 이격시키는 LED 패키지 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 LED 패키지 제조 방법은, 상기 형광 필름 조각 탑재 단계 이후에 상기 형광 필름 조각의 상측면에 투명한 액상 수지를 상기 리드프레임의 상단 외주벽까지 흐르도록 도포하여, 상기 리드프레임의 상단 외주벽과 상기 형광 필름 조각을 접착시키는 투명 접착층을 형성하는 접착층 도포 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 접착층 도포 단계에서 상기 액상 수지를 상기 형광 필름 조각의 외주부 상측면에만 도포하고 상기 형광 필름 조각의 중앙부 상측면에는 도포하지 않을 수 있다.
본 발명의 LED 패키지는, 형광 필름 조각을 투명한 밀봉용 수지 상측에 부착하여 휘도를 높이는 구조로서, 밀봉용 수지에 형광 충진제를 혼합 및 교반하여 제조하는 종래의 LED 패키지에 비해 균질한 광 특성과 높은 광 효율을 나타낸다. 또한, 밀봉용 수지에 형광 충진제가 포함되지 않을 뿐만 아니라, 밀봉용 수지와 형광 필름 조각 사이가 이격되어 공기층이 형성되어 있으므로 LED의 발열에 대한 방열 작용이 우수하고, 형광 필름 조각의 열변형이나 발광 효율 저하가 억제된다.
또한, 공기층이 형성될 수 있게 밀봉용 수지를 소량 사용하므로 재료 절감을 통한 LED 패키지 제조 원가를 절감할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 LED 패키지의 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 패키지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 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.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 LED 패키지의 평면도이다. 도 4 및 도 5를 먼저 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지(1A)는 리드 프레임(lead frame)(2)과, LED(7)와, 밀봉용 수지(encapsulant)(9)와, 형광 필름 조각(11)과, 투명 접착층(14)을 구비한다. 리드프레임(2)은 상측면이 개방되어 LED 탑재 홈(3)이 형성되고, 상측으로 개방된 LED 탑재 홈(3)의 입구 내주면에는 편평한 필름 조각 지지면(5)이 구비된다. 또한, 상기 필름 조각 지지면(5)의 외측으로 리드프레임(2)의 외주 상단부에는 상향 돌출된 외주벽(4)이 구비된다.
LED(7)는 LED 탑재 홈(3)의 내측 바닥면에 고정 탑재되고, 본딩 와이어(bonding wire)(8)에 의해 리드프레임(2)과 전기적으로 연결된다. 밀봉용 수지(9)는 LED(7)가 실장된 LED 탑재 홈(3)에 채워져 경화된다. 밀봉용 수지(9)는 예컨대, 광학적으로 투명한 실리콘 수지(silicone)이고, 액상의 실리콘 수지가 상온에서 또는 상온보다 높은 고온에서 방치하여 경화됨으로써 LED(7)가 LED 탑재 홈(3) 내에서 밀봉될 수 있다. 밀봉용 수지(9)에는 형광 충진제가 포함되지 않는다.
형광 필름 조각(11)은 LED(7)에서 발(發)한 빛의 휘도를 향상시켜 준다. 형광 필름 조각(11)은 LED 탑재 홈(3)을 폐쇄하도록 밀봉용 수지(9)의 상측에 배치된다. 형광 필름 조각(11)은 밀봉용 수지(9)에 부착되어 있지 않고, 밀봉용 수지(9)로부터 이격되어 양 자(9, 11) 사이에 공기층(10)이 형성된다. 구체적으로, 형광 필름 조각(11)은 리드프레임(2)의 외주벽(4)과 필름 조각 지지면(5)에 의해 한정되는 단차진 홈에 안착된다. 이때 형광 필름 조각(11)의 외주부는 필름 조각 지지면(5)에 접촉 지지되고, 상기 외주벽(4)에 가로막혀 형광 필름 조각(11)은 상기 단차진 홈에서 이탈되지 않는다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 형광 필름 조각(11)은 베이스층(12)과, 베이스층(12)에 지지되는 형광층(13)을 구비한다. 예를 들면, 형광 충진제 분말이 혼합된 액상의 수지를 베이스층(12)에 도포하고, 이를 마주보는 한 쌍의 롤러(roller) 사이에 형성된 닙(nip)을 통과하도록 압출하고 경화하여 베이스층(12)과 형광층(13)이 적층된 형광 필름을 형성한 후, 상기 필름 조각 지지면(5)에 안착 지지될 수 있는 형태와 크기로 상기 형광 필름을 재단하여 형광 필름 조각(11)을 형성할 수 있다. 상기 형광 충진제는 예컨대, YANTAI SHIELD ADVANCED MATERIALS사의 SDY555-7, R625 등의 제품을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 형광 충진제가 혼합되는 수지는 투명한 액상의 실리콘 수지(silicone)이 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
또는, 형광 필름 조각(11)은 형광 잉크(phosphor ink)를 베이스층(12)에 스크린 인쇄하고 경화하여 형광 필름을 형성한 후, 상기 형광 필름을 재단하여 만들 수 있다. 형광 잉크는 바인더(binder) 수지 혼합물, 분말 형태의 형광 충진제, 및 용매를 혼합 및 교반하여 형성된 액상의 도료로서, 형광 충진제가 바인더 수지 혼합물 내에서 고르게 확산 분포되고, 중력에 불구하고 가라앉지 않아 균일한 광 특성을 갖는다. 형광 잉크 내에서 바인더 수지 혼합물은 25 내지 60 중량%, 형광 충진제는 30 내지 70 중량%, 용매는 5 내지 20 중량%를 차지할 수 있으나, 반드시 한정되지는 않는다. 바인더 수지 혼합물은 예컨대, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지, 및 희석제를 포함하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 형광 충진제는 예컨대, YANTAI SHIELD ADVANCED MATERIALS사의 SDY555-7, R625 등의 제품을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 용매는 예컨대, 디메틸 사이클로헥실아민, 메틸에틸 케톤, 사이클로헥사논, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글라이콜 모노부틸에테르 아세테이트, 크실렌, 에틸아세테이트, 다이프로필렌 글리콜 모노 메틸에테르, 노말부틸아세테이트, 부틸 글라이콜, 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
투명 접착층(14)은 리드프레임(2)의 상단의 외주벽(4)에 형광 필름 조각(11)을 접착시켜 리드프레임(2)에서 분리 또는 이탈되지 않게 하는 것으로, 형광 필름 조각(11)의 상측면에 투명한 액상의 수지가 도포 및 경화되어 형성된다. 예컨대, 상기 액상 수지는 실리콘 수지(silicone)일 수 있고, 도포된 실리콘 수지를 상온 또는 상온보다 높은 온도에서 방치하여 경화함으로써 투명 접착층(14)을 형성할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 투명 접착층(14)은 형광 필름 조각(11)의 외주부 상측면에만 적층되어 리드프레임(2)의 외주벽(4)과 접착되고, 형광 필름 조각(11)의 중앙부 상측면에는 적층되지 않을 수 있다. 따라서, 투명 접착층(14)의 존재로 인한 LED(7) 광(光)의 투과율 저하와 이로 인한 휘도 저하를 막을 수 있다.
상기 LED 패키지(1A)는 밀봉용 수지(9)에 형광 충진제가 포함되지 않을 뿐만 아니라, 밀봉용 수지(9)와 형광 필름 조각(11) 사이가 이격되어 공기층(10)이 형성되어 있으므로 LED(7)의 발열에 대한 방열 작용이 우수하고, 형광 필름 조각(11)의 열변형이나 발광 효율 저하가 억제된다. 또한, 공기층(10)이 형성될 수 있게 밀봉용 수지(9)를 소량 사용하므로 LED 패키지(1A)의 대량 생산시 재료를 절감할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지(1A)의 제조 방법은, LED 탑재 단계, 밀봉용 수지 주입 단계, 형광 필름 조각 탑재 단계, 접착층 도포 단계, 및 경화 단계를 구비한다. 도 1을 참조하면, LED 탑재 단계는 리드프레임(2)의 LED 탑재 홈(3)의 내측 바닥면에 LED(7)를 탑재하고, 리드프레임(2)과 LED(7)를 본딩 와이어(bonding wire)(8)로 결선하여 전기적으로 연결하는 단계이다. 복수의 리드프레임(2)이 탑재된 캐리어(carrier)(미도시)를 레일(rail)(미도시)를 따라 이동시키면서 각 리드프레임(2)에 LED(7)를 탑재하고, 와이어 본딩(wire bonding)을 진행하는 자동화된 와이어 본딩 장치를 이용하여 대량의 작업을 빠른 속도로 진행할 수 있다.
밀봉용 수지 주입 단계는 LED(7)가 탑재된 LED 탑재 홈(3)에 액상의 투명한 밀봉용 수지(9)를 주입하는 단계이다. 시린지(sylinge)(20)에 액상의 밀봉용 수지(9)를 채우고 리드프레임(2)과 정렬한 후 실리콘 수지를 정량 배출하여 LED 탑재 홈(3)에 밀봉용 수지(9)를 주입할 수 있다. 밀봉용 수지(9)는 예컨대, 실리콘 수지(silicone)일 수 있다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 형광 필름 조각 탑재 단계는 밀봉용 수지(9) 주입 이후에 LED 탑재 홈(3)이 폐쇄되도록 형광 필름 조각(11)을 밀봉용 수지(9)의 상측에 배치하며 리드프레임(2)으로 지지하는 단계이다. 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 이미 설명한 바와 같이 형광 필름 조각(11)은 베이스층(12)과 이에 적층된 형광층(13)을 구비한 형광 필름을 적당한 크기로 재단하여 형성된다.
복수의 형광 필름 조각(11)은 행렬로 배열된 복수의 안착공(29)이 마련된 형광 필름 조각 트레이(tray)(25)에 안착된다. 부연하면, 복수의 안착공(29)은 행과 열 방향으로 연장되어 교차하는 복수의 격벽(26)에 의해 한정된다. 각 격벽(26)의 하단부에는 안착공(29)의 중심 측으로 단차지게 돌출된 지지턱(28)이 구비된다. 복수의 형광 필름 조각(11)은 안착공(26)에 각각 끼워지고 지지턱(28)에 지지되어 안착공(26)에서 빠지지 않는다. 픽업 콜렛(pick-up collet)(30)에 의해 안착공(26)에 안착된 형광 필름 조각(11)이 하나씩 픽업 콜렛(30)에 의해 흡착 픽업된다. 구체적으로, 픽업 콜렛(30)이 하나의 안착공(29)과 정렬된 채 아래로 하강하며 하단부에서 공기를 흡입하여 지지턱(28)에 지지된 형광 필름 조각(11)을 흡착 픽업한다. 다만, 형광 필름 조각 트레이(25)와 픽업 콜렛(30)을 이용하는 방법은 일 예에 불과하며 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 형광 필름 조각(11)을 흡착한 픽업 콜렛(30)이 리드프레임(2)의 LED 탑재 홈(3)과 정렬되도록 이동하고, 픽업 콜렛(30)이 리드프레임(2) 측으로 하강하고, 픽업 콜렛(30) 하단부를 통한 공기 흡입이 중단되면 흡착이 해제되어 중력(重力)에 의해 형광 필름 조각(11)이 떨어져 그 외주부가 상기 필름 조각 지지면(5)에 지지된다. 다만, 픽업 콜렛(30)을 이용하여 형광 필름 조각(11)을 픽업하고 리드프레임(2)에 탑재하는 방법은 형광 필름 조각 탑재 단계의 일 예에 불과하고 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 작업자의 인력(人力)에 의할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 접착층 도포 단계는 상기 형광 필름 조각 탑재 단계 이후에 형광 필름 조각(11)의 상측면에 투명한 액상의 수지를 리드프레임(2)의 외주벽(4)까지 흐르도록 도포하여 투명 접착층(14)을 형성하는 단계이다. 투명 접착층(14)은 리드프레임(2) 상단의 외주벽(4)과 형광 필름 조각(11)을 접착시킨다. 상기 투명한 액상의 수지는 예컨대, 실리콘 수지(silicone)일 수 있으며, 시린지(35)에 실리콘 수지를 채우고 형광 필름 조각(11)의 외주부의 위에서 실리콘 수지를 배출하여 도포할 수 있다. 이때, 상기 형광 필름 조각(11)의 외주부를 따라 시린지(35)를 이동시킴으로써 액상의 실리콘 수지를 형광 필름 조각(11)의 외주부 상측면에만 도포하고, 형광 필름 조각(11)의 중앙부 상측면에는 도포하지 않을 수 있다. 형광 필름 조각(11)의 외주부로 낙하한 실리콘 수지는 외주벽(4)까지 확산되어, 형광 필름 조각(11)과 외주벽(4)을 연결한다.
상기 경화 단계는 접착층 도포 단계 이후에 투명 접착층(14)과 밀봉용 수지(9)를 완전 경화시키는 단계로서, 형광 필름 조각(11)이 탑재되고, 투명 접착층(14)이 도포된 리드프레임(2)을 상온 또는 상온보다 높은 온도에서 방치함으로써 밀봉용 수지(9)와 투명 접착층(14)이 경화된다. 경화 단계를 거쳐 도 4 및 도 5에 도시된 LED 패키지(1A)가 완성된다. 다만, 경화 단계는 리드프레임(2)을 상온 또는 이보다 높은 온도에서 방치하는 열 경화에만 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 투명 접착층(14)을 형성하는 액상의 투명한 수지가 UV 경화 수지인 경우 리드프레임(2)에 자외선(UV)을 조사하는 UV 경화를 포함할 수도 있다.
한편, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 LED 패키지 제조 방법은, 다수의 리드프레임(2)을 캐리어(carrier)에 탑재하고, 이 캐리어를 이동시키며 순차적으로 각 단계의 작업을 진행하는 자동화된 LED 패키지 제조 장치에 의해 구현될 수 있으며, 이 경우 LED 패키지의 대량 생산이 가능하다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 패키지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 도 8을 먼저 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 패키지(1B)도 제1 실시예에 따른 LED 패키지(1A)와 마찬가지로, 리드 프레임(lead frame)(2)과, LED(7)와, 밀봉용 수지(encapsulant)(9)와, 형광 필름 조각(17)과, 투명 접착층(18)을 구비한다. 상기 리드프레임(2), LED(7), 및 밀봉용 수지(9)는 제1 실시예에 따른 LED 패키지(1A)의 경우와 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
형광 필름 조각(17)은 LED(7)에서 발(發)한 빛의 휘도를 향상시켜 준다. 형광 필름 조각(17)은 LED 탑재 홈(3)을 폐쇄하도록 밀봉용 수지(9)의 상측에 배치된다. 형광 필름 조각(17)은 밀봉용 수지(9)에 부착되어 있지 않고, 밀봉용 수지(9)로부터 이격되어 양 자(9, 17) 사이에 공기층(10)이 형성된다. 구체적으로, 형광 필름 조각(17)은 리드프레임(2)의 외주벽(4)과 필름 조각 지지면(5)에 의해 한정되는 단차진 홈에 안착된다. 이때 형광 필름 조각(17)의 외주부는 필름 조각 지지면(5)에 접촉 지지되고, 상기 외주벽(4)에 가로막혀 형광 필름 조각(11)은 상기 단차진 홈에서 이탈되지 않는다.
상기 형광 필름 조각(17)은 단일 층(single layer)의 필름(film)으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 형광 충진제 분말이 혼합된 액상의 수지를 베이스 필름(base film)에 도포하고, 이를 마주보는 한 쌍의 롤러(roller) 사이에 형성된 닙(nip)을 통과하도록 압출하고 경화하여 베이스 필름에 지지된 형광 필름을 형성한 후, 상기 형광 필름을 베이스 필름과 분리하고, 상기 형광 필름 조각 지지면(5)에 안착 지지될 수 있는 형태와 크기로 상기 형광 필름을 재단하여 단일 층의 형광 필름 조각(11)을 형성할 수 있다. 상기 형광 충진제는 예컨대, YANTAI SHIELD ADVANCED MATERIALS사의 SDY555-7, R625 등의 제품을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 형광 충진제가 혼합되는 수지는 투명한 액상의 실리콘 수지(silicone)이 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
또는, 형광 필름 조각(17)은 형광 잉크(phosphor ink)를 베이스 필름 상에 적절한 형태와 크기로 스크린 인쇄하고 경화하여 베이스 필름에 지지된 복수의 형광 필름 조각(17)을 형성한 후, 상기 형광 필름 조각(17)을 베이스 필름에서 분리하여 만들 수 있다. 형광 잉크는 바인더(binder) 수지 혼합물, 분말 형태의 형광 충진제, 및 용매를 혼합 및 교반하여 형성된 액상의 도료로서, 형광 충진제가 바인더 수지 혼합물 내에서 고르게 확산 분포되고, 중력에 불구하고 가라앉지 않아 균일한 광 특성을 갖는다. 형광 잉크 내에서 바인더 수지 혼합물은 25 내지 60 중량%, 형광 충진제는 30 내지 70 중량%, 용매는 5 내지 20 중량%를 차지할 수 있으나, 반드시 한정되지는 않는다. 바인더 수지 혼합물은 예컨대, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지, 및 희석제를 포함하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 형광 충진제는 예컨대, YANTAI SHIELD ADVANCED MATERIALS사의 SDY555-7, R625 등의 제품을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 용매는 예컨대, 디메틸 사이클로헥실아민, 메틸에틸 케톤, 사이클로헥사논, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글라이콜 모노부틸에테르 아세테이트, 크실렌, 에틸아세테이트, 다이프로필렌 글리콜 모노 메틸에테르, 노말부틸아세테이트, 부틸 글라이콜, 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
투명 접착층(18)은 리드프레임(2) 상단의 외주벽(4)에 형광 필름 조각(17)을 접착시켜 리드프레임(2)에서 분리 또는 이탈되지 않게 하는 것으로, 형광 필름 조각(17)의 상측면에 투명한 액상의 수지가 도포 및 경화되어 형성된다. 예컨대, 상기 액상 수지는 실리콘 수지(silicone)일 수 있고, 도포된 실리콘 수지를 상온 또는 상온보다 높은 온도에서 방치하여 경화함으로써 투명 접착층(14)을 형성할 수 있다. 제1 실시예의 투명 접착층(14)의 형태와 달리, 제2 실시예의 투명 접착층(18)은 형광 필름 조각(17)의 외주부 영역뿐만 아니라 중앙부 영역에도 적층되어 형광 필름 조각(17)의 강성을 보강할 수 있다. 이 경우 투명 접착층(18)의 외주부는 리드프레임(2)의 외주벽(4)과 접착되고, 투명 접착층(14)의 하측면은 형광 필름 조각(17)에 접착된다.
상기 LED 패키지(1B)도 또한, 밀봉용 수지(9)에 형광 충진제가 포함되지 않을 뿐만 아니라, 밀봉용 수지(9)와 형광 필름 조각(17) 사이가 이격되어 공기층(10)이 형성되어 있으므로 LED(7)의 발열에 대한 방열 작용이 우수하고, 형광 필름 조각(11)의 열변형이나 발광 효율 저하가 억제된다. 또한, 공기층(10)이 형성될 수 있게 밀봉용 수지(9)를 소량 사용하므로 LED 패키지(1B)의 대량 생산시 재료를 절감할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 패키지(1B)의 제조 방법은, LED 탑재 단계, 밀봉용 수지 주입 단계, 형광 필름 조각 탑재 단계, 접착층 도포 단계, 및 경화 단계를 구비한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 탑재 단계와 밀봉용 수지 주입 단계는, 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 탑재 단계와 밀봉용 수지 주입 단계와 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.
도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 형광 필름 조각 탑재 단계는 밀봉용 수지(9) 주입 이후에 LED 탑재 홈(3)이 폐쇄되도록 형광 필름 조각(17)을 밀봉용 수지(9)의 상측에 배치하며 리드프레임(2)으로 지지하는 단계이다. 도 6에는 형광 필름 조각(17)을 하나씩 픽업하는 과정의 일 예가 도시되고, 도 7에는 이렇게 픽업된 형광 필름 조각(17)이 리드프레임(2)에 안착되는 과정의 일 예가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 형광 필름 조각(17)이 베이스 필름(16)에 적층 형성되어 있다. 베이스 필름(16)에서 형광 필름 조각(17)을 하나씩 분리하고 픽업하는 작업은 작업자의 인력(人力)에 의할 수도 있으나, 쐐기(wedge) 형상의 다이(die)(40)와, 픽업 콜렛(pick-up collet)(30)을 구비하는 필름 조각 분리 장치를 통해 자동적으로 수행될 수도 있다. 구체적으로, 형광 필름 조각(17)이 형성된 베이스 필름(16)을 쐐기형 다이(40)의 외주면을 따라 지나가도록 공급하면, 베이스 필름(16)이 쐐기형 다이(40)의 엣지(edge)(42)를 통과할 때 진행 경로가 급격히 꺾이면서 형광 필름 조각(17)이 베이스 필름(16)에서 분리된다. 베이스 필름(16)에서 분리된 형광 필름 조각(17)은 베이스 필름(16)이 계속 진행함에 따라 엣지(42) 전방의 필름 조각 지지 기둥(44)에 지지된다. 픽업 콜렛(30)은 상기 필름 조각 지지 기둥(44)과 정렬된 채 아래로 하강하며 하단부에서 공기를 흡입하여 필름 조각 지지 기둥(44)에 지지된 형광 필름 조각(17)을 흡착 픽업한다. 다만, 픽업 콜렛(30)과 쐐기형 다이(40)를 이용하는 방법은 형광 필름 조각(17)을 하나씩 픽업하는 과정의 일 예에 불과하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 형광 필름 조각(17)을 흡착한 픽업 콜렛(30)이 리드프레임(2)의 LED 탑재 홈(3)과 정렬되도록 이동하고, 픽업 콜렛(30)이 리드프레임(2) 측으로 하강하고, 픽업 콜렛(30) 하단부를 통한 공기 흡입이 중단되면 흡착이 해제되어 중력(重力)에 의해 형광 필름 조각(17)이 떨어져 그 외주부가 상기 필름 조각 지지면(5)에 지지된다. 다만, 픽업 콜렛(30)을 이용하여 형광 필름 조각(17)을 픽업하고 리드프레임(2)에 탑재하는 방법은 형광 필름 조각 탑재 단계의 일 예에 불과하고 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 작업자의 인력(人力)에 의할 수도 있다.
도 8을 참조하면, 상기 접착층 도포 단계는 상기 형광 필름 조각 탑재 단계 이후에 형광 필름 조각(17)의 상측면에 투명한 액상의 수지를 리드프레임(2)의 외주벽(4)까지 흐르도록 도포하여 투명 접착층(18)을 형성하는 단계이다. 투명 접착층(14)은 리드프레임(2) 상단의 외주벽(4)과 형광 필름 조각(17)을 접착시킨다. 상기 투명한 액상의 수지는 예컨대, 실리콘 수지(silicone)일 수 있으며, 시린지(35)에 실리콘 수지를 채우고 형광 필름 조각(17)의 위에서 실리콘 수지를 배출하여 도포할 수 있다. 이때, 액상의 실리콘 수지를 형광 필름 조각(17)의 중앙부와 외주부를 포함하는 전(全) 영역에 도포할 수 있다. 형광 필름 조각(17) 위에 낙하한 실리콘 수지는 외주벽(4)까지 확산되어, 형광 필름 조각(17)과 외주벽(4)을 연결한다.
상기 경화 단계는 접착층 도포 단계 이후에 투명 접착층(18)과 밀봉용 수지(9)를 완전 경화시키는 단계로서, 형광 필름 조각(17)이 탑재되고, 투명 접착층(18)이 도포된 리드프레임(2)을 상온 또는 상온보다 높은 온도에서 방치함으로써 밀봉용 수지(9)와 투명 접착층(18)이 경화된다. 경화 단계를 거쳐 LED 패키지(1B)가 완성된다. 다만, 경화 단계는 리드프레임(2)을 상온 또는 이보다 높은 온도에서 방치하는 열 경화에만 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 투명 접착층(18)을 형성하는 액상의 투명한 수지가 UV 경화 수지인 경우 리드프레임(2)에 자외선(UV)을 조사하는 UV 경화를 포함할 수도 있다.
한편, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다 LED 패키지 제조 방법은, 다수의 리드프레임(2)을 캐리어(carrier)에 탑재하고, 이 캐리어를 이동시키며 순차적으로 각 단계의 작업을 진행하는 자동화된 LED 패키지 제조 장치에 의해 구현될 수 있으며, 이 경우 LED 패키지의 대량 생산이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1A, 1B: LED 패키지 2: 리드 프레임
3: LED 탑재 홈 5: 필름 조각 지지면
9: 밀봉용 수지 10: 공기층
11, 17: 형광 필름 조각 12: 베이스층
13: 형광층 14, 18: 투명 접착층

Claims (8)

  1. 상측면이 개방된 LED 탑재 홈이 형성된 리드프레임(lead frame);
    상기 LED 탑재 홈의 내측면에 탑재되어 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되는 LED(light emitting diode);
    상기 LED 탑재 홈에 채워져 경화되는 밀봉용 수지(encapsulant); 및,
    상기 LED에서 발(發)한 빛의 휘도를 향상시키는 것으로, 상기 LED 탑재 홈을 폐쇄하도록 상기 밀봉용 수지의 상측에 배치된 형광 필름 조각;을 구비하고,
    상기 밀봉용 수지와 상기 형광 필름 조각이 이격되어 양 자 사이에 공기층이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 리드프레임의 상단 외주벽에 상기 형광 필름 조각을 접착시키는 것으로, 상기 형광 필름 조각의 상측면에 투명한 액상 수지가 도포 및 경화되어 형성되는 투명 접착층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 투명 접착층은 상기 형광 필름 조각의 외주부 상측면에만 적층되고, 상기 형광 필름 조각의 중앙부 상측면에는 적층되지 않는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 형광 필름 조각은, 투명한 베이스층(base layer), 및 상기 베이스층 상에 적층된, 형광 충진제가 포함된 형광층을 구비한 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 리드프레임은, 상기 LED 탑재 홈의 입구 내주면에 상기 형광 필름 조각의 외주부가 지지되는 필름 조각 지지면을 구비한 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  6. 상측면이 개방된 LED 탑재 홈이 형성된 리드 프레임(lead frame)에 LED를 탑재하고, 리드프레임과 LED를 전기적으로 연결하는 LED 탑재 단계;
    상기 LED 탑재 단계 이후에 상기 LED 탑재 홈에 액상의 투명한 밀봉용 수지를 주입하는 밀봉용 수지 주입 단계; 및,
    상기 밀봉용 수지 주입 단계 이후에 상기 LED 탑재 홈이 폐쇄되도록 형광 필름 조각을 상기 밀봉용 수지의 상측에 배치하며 상기 리드프레임으로 지지하는 형광 필름 조각 탑재 단계;를 구비하고,
    상기 형광 필름 조각 탑재 단계에서는, 상기 밀봉용 수지와 상기 형광 필름 조각 사이에 공기층이 형성되도록 상기 형광 필름 조각을 상기 밀봉용 수지에서 이격시키는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 형광 필름 조각 탑재 단계 이후에 상기 형광 필름 조각의 상측면에 투명한 액상 수지를 상기 리드프레임의 상단 외주벽까지 흐르도록 도포하여, 상기 리드프레임의 상단 외주벽과 상기 형광 필름 조각을 접착시키는 투명 접착층을 형성하는 접착층 도포 단계;를 더 구비한 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 접착층 도포 단계에서 상기 액상 수지를 상기 형광 필름 조각의 외주부 상측면에만 도포하고 상기 형광 필름 조각의 중앙부 상측면에는 도포하지 않는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조 방법.
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