KR20160050341A - 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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장재영
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Abstract

본 발명은 발광 소자 패키지는 본딩 패드가 형성되어 있는 회로 기판, 소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드가 형성되어 있으며, 상기 베이스 패드 상면에 접착되어 있는 발광 다이오드 소자, 상기 회로 기판의 본딩 패드와 상기 발광 다이오드 소자의 칩 패드를 전기적으로 연결하는 골드 와이어, 상기 발광 다이오드 소자의 측면과 상면을 이격되어 둘러싸도록 캡(cap) 형상으로 형성되며, 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층 및 상기 형광체층과 상기 발광 다이오드 소자 사이에 공간을 채우는 충진제를 포함하며, 상기 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드는 상기 형광체층의 내부에 배치되는 발광 소자 패키지를 제공한다.

Description

발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법{Package for Light Emitting Device and Method for Manufacturing thereof}
본 발명은 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 다이오드 소자의 측면과 상면을 이격되어 둘러싸도록, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층을 배치시키고, 상기 형광체층의 내부에 발광 다이오드 소자, 골드 와이어 및 회로 기판의 본딩 패드를 배치시킴으로써, 발광 다이오드 소자에서 발광되는 광원의 지향각을 효과적으로 증가시키면서도 핫 스팟(hot spot) 현상을 효과적으로 억제할 수 있고, 발광 소자 패키지의 공정 수율을 효율적으로 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
요즘 GaN에 Al 또는 In을 첨가한 발광 소자는 종래의 백열등에 비해 긴 수명, 낮은 전력 소비, 우수한 밝기, 인체에 유해하지 않은 환경 친화적 요소 등으로 인하여 주목받고 있으며, 특히 백색광을 제공하는 발광 소자가 더욱 더 각광받고 있다.
이러한 발광 소자는 상술한 장점으로 인하여 자동차 조명, 교통 신호등, 액정 표시 장치의 BLU(Back Light Unit) 등에 이용되고 있다.
최근에, 인공 광원에서 측정된 색좌표가 인간의 눈으로 보았을 때의 색좌표와 동일한 것인지를 평가하는 지표로서 MacAdam Rule이 제시되었다. 이러한 MacAdam Rule은 4 단계 기준을 제공하고 있다. 미주 지역에서는 MacAdam Rule의 3 단계 기준에 부합되지 못하는 인공 광원은 판매가 허가되지 않고 있는 실정이다. MacAdam Rule의 3 단계를 만족시키기 위해서는 백색광의 색 편차를 줄이는 것이 매우 중요하다.
한편, 대한민국 공개특허공보 10-2008-0070193에는 수지재의 필름 면 상에 형광물질이 형성되어 있는 형광필름이 게시되어 있으며, 상술한 형광필름이 발광 다이오드 소자에 부착되는 경우에 형광물질과 수지재의 필름 사이에 정전기력(Electrostatic force)이나 접착력(Adhesive force)으로 인하여 원하는 위치에 효과적으로 부착되지 않아서 백색광의 색 편차를 줄이는 것이 어려웠으며 발광 다이오드 소자와 형광필름의 접착력이 좋지 않아 신뢰성 문제가 발생되었다.
또한, 상술한 형광 필름을 채용하는 발광 다이오드 소자는 리드프레임을 사용하게 되는데 리드프레임의 벽면의 반사로 인하여 발광 영역이 제한적이어서 지향각이 좁고, 휘도가 집중되는 핫 스팟(hot spot) 형상이 두드러지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 발광 다이오드 소자의 측면과 상면을 이격되어 둘러싸도록, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층을 배치시키고, 상기 형광체층의 내부에 발광 다이오드 소자, 골드 와이어 및 회로 기판의 본딩 패드를 배치시킴으로써, 발광 다이오드 소자에서 발광되는 광원의 지향각을 효과적으로 증가시키면서도 핫 스팟(hot spot) 현상을 효과적으로 억제할 수 있는발광 소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상술한 발광 소자 패키지의 공정 수율을 효율적으로 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 본딩 패드가 형성되어 있는 회로 기판, 소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드가 형성되어 있으며, 상기 베이스 패드 상면에 접착되어 있는 발광 다이오드 소자, 상기 회로 기판의 본딩 패드와 상기 발광 다이오드 소자의 칩 패드를 전기적으로 연결하는 골드 와이어, 상기 발광 다이오드 소자의 측면과 상면, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드를 이격되어 둘러싸도록 캡(cap) 형상으로 형성되며, 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층 및 상기 형광체층과 상기 발광 다이오드 소자 사이에 공간을 채우는 충진제를 포함하며, 상기 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드는 상기 형광체층의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 형광체층이 형광체와 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 충진제가 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 발광 다이오드의 상면과 상기 형광체층의 간격이 10㎛ ~ 500㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 발광 다이오드의 측면과 상기 형광체층의 간격이 10㎛ ~ 1,000㎛일 수 있다.
상기와 같은 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드가 형성되어 있는 발광 다이오드 소자를, 본딩 패드가 형성되어 있는 회로 기판 위에 마운트하는 단계, 상기 회로 기판의 본딩 패드와 상기 발광 다이오드 소자의 칩 패드를 골드 와이어로 와이어 본딩하는 단계, 상기 발광 다이오드 소자의 상부에 액상의 충진제를 도팅하고, 상기 액상의 충진제가 도팅되어 있는 발광 다이오드 상부를, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층가 이격되어 둘러싸도록, 상기 형광체층을 배열하는 단계 및 상기 회로 기판 위에 마운트되어 있는 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드를 둘러싸는 형광체층, 및 상기 액상의 충진제를 베이킹하는 단계를 포함하며, 상기 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드는 상기 형광체층의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상기 형광체층이 형광체와 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상기 액상 충진제가 실리콘일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상기 발광 다이오드의 상면과 상기 형광체층의 간격이 10㎛ ~ 500㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상기 발광 다이오드의 측면과 상기 형광체층의 간격이 10㎛ ~ 1,000㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 패키지는 발광 다이오드 소자의 측면과 상면을 이격되어 둘러싸도록, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층을 배치시키고, 상기 형광체층의 내부에 발광 다이오드 소자, 골드 와이어 및 회로 기판의 본딩 패드를 배치시킴으로써, 발광 다이오드 소자에서 발광되는 광원의 지향각을 효과적으로 증가시키면서도 핫 스팟(hot spot) 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 상술한 형광체층의 내부에, 발광 다이오드 소자, 골드 와이어 및 회로 기판의 본딩 패드를 배치시킴으로써, 공정 단계를 효과적으로 줄이면서도 공정 수율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 발광 소자 패키지의 세부 공정을 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 도 1에 도시된 것처럼, 발광 다이오드 소자(200), 회로 기판(100), 형광체층(300), 골드 와이어(510, 520) 및 충진제(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
회로 기판(100)은 본딩 패드(121, 122)가 형성되어 있고, 발광 다이오드 소자(200)는 소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드(210, 220)가 형성되어 있다. 여기에서, 발광 다이오드 소자(200)는 청색 파장의 빛을 제공하는 발광 다이오드 소자(200)나 자외선 파장의 빛을 제공하는 발광 다이오드 소자(200)일 수 있다.
한편, 형광체층(300)은 발광 다이오드 소자(200)의 측면과 상면, 상기 골드 와이어(510, 520) 및 상기 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)를 이격되어 둘러싸도록 캡(cap) 형상으로 형성되며, 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성되어 발광 다이오드 소자(200)의 측면이나 상면에서 발광되는 빛의 파장을 변이시켜 발광 다이오드 소자(200)가 제공하는 빛을 백색광으로 변환시킨다. 여기에서, 형광체층(300)은 형광체와 실리콘 등에 의해 형성된다.
골드 와이어(510, 520)는 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)와 상기 발광 다이오드 소자(200)의 칩 패드(210, 220)를 전기적으로 연결하며, 형광체층(300)의 내부에 발광 다이오드 소자(200), 상기 골드 와이어(510, 520) 및 상기 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)가 배치되고, 충진제(400)는 상기 형광체층(300)과 상기 발광 다이오드 소자(200) 사이에 공간을 채우고, 구체적으로, 실리콘 등에 의해 형성된다.
여기에서, 발광 다이오드의 상면과 상기 형광체층(300)의 간격(t)은 10㎛ ~ 500㎛이고, 발광 다이오드의 측면과 상기 형광체층(300)의 간격(g)은 10㎛ ~ 1,000㎛이다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 패키지는 발광 다이오드 소자(200)의 측면과 상면을 이격되어 둘러싸도록, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층을 배치시키고, 형광체층(300)의 내부에 발광 다이오드 소자(200), 상기 골드 와이어(510, 520) 및 상기 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)를 배치시킴으로써, 발광 다이오드 소자(200)에서 발광되는 광원의 지향각을 효과적으로 증가시키면서도 핫 스팟(hot spot) 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.
이하에서는, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 도 2a에 도시된 것처럼, 소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드(210, 220)가 형성되어 있는 발광 다이오드 소자(200)를, 본딩 패드(121, 122)가 형성되어 있는 회로 기판(100) 위에 마운트한다. 여기에서, 발광 다이오드 소자(200)는 은 페이스트(250)를 이용하여 회로 기판(100) 위에 마운트한다.
다음으로, 도 2b에 도시된 것처럼, 상기 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)와 상기 발광 다이오드 소자(200)의 칩 패드(210, 220)를 골드 와이어(510, 520)로 와이어 본딩한다.
다음으로, 상기 발광 다이오드 소자(200)의 상부에 액상의 충진제(400)를 도팅하고, 상기 액상의 충진제(400)가 도팅되어 있는 발광 다이오드 상부를, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층가 이격되어 둘러싸도록, 상기 형광체층을 배열한다.
구체적으로, 형광체층의 내부에 발광 다이오드 소자(200), 상기 골드 와이어(510, 520) 및 상기 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)를 배치시킨다.
다음으로, 도 2c에 도시된 것처럼, 상기 회로 기판(100) 위에 마운트되어 있는 발광 다이오드 소자(200), 상기 골드 와이어(510, 520) 및 상기 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)를 둘러싸는 형광체층(300), 상기 골드 와이어(510, 520) 및 상기 발광 다이오드 소자(200)와 상기 형광체층(300) 사이에 놓여 있는 액상의 충진제(400)를 베이킹한다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 상술한 형광체층(300)의 내부에, 발광 다이오드 소자(200), 골드 와이어(510, 520) 및 회로 기판(100)의 본딩 패드(121, 122)를 배치시킴으로써, 공정 단계를 효과적으로 줄이면서도 공정 수율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 회로 기판
121, 122 : 본딩 패드
210, 220 : 칩 패드
200 : 발광 다이오드 소자
300 : 형광체층
510, 520 : 골드 와이어
400 : 충진제

Claims (10)

  1. 본딩 패드가 형성되어 있는 회로 기판;
    소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드가 형성되어 있으며, 상기 베이스 패드 상면에 접착되어 있는 발광 다이오드 소자;
    상기 회로 기판의 본딩 패드와 상기 발광 다이오드 소자의 칩 패드를 전기적으로 연결하는 골드 와이어;
    상기 발광 다이오드 소자의 측면과 상면을 이격되어 둘러싸도록 캡(cap) 형상으로 형성되며, 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층; 및
    상기 형광체층과 상기 발광 다이오드 소자 사이에 공간을 채우는 충진제를 포함하며,
    상기 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드는 상기 형광체층의 내부에 배치되는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 형광체층은 형광체와 실리콘으로 형성된 발광 소자 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 충진제는 실리콘으로 형성된 발광 소자 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 상면과 상기 형광체층의 간격은 10㎛ ~ 500㎛인 발광 소자 패키지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 측면과 상기 형광체층의 간격은 10㎛ ~ 1,000㎛인 발광 소자 패키지.
  6. 소정 영역의 파장의 빛을 제공하고, 상면에 칩 패드가 형성되어 있는 발광 다이오드 소자를, 본딩 패드가 형성되어 있는 회로 기판 위에 마운트하는 단계;
    상기 회로 기판의 본딩 패드와 상기 발광 다이오드 소자의 칩 패드를 골드 와이어로 와이어 본딩하는 단계;
    상기 발광 다이오드 소자의 상부에 액상의 충진제를 도팅하고, 상기 액상의 충진제가 도팅되어 있는 발광 다이오드 상부를, 캡(cap) 형상으로 형성되며 측부의 두께 및 상부의 두께가 균일하게 형성된 형광체층가 이격되어 둘러싸도록, 상기 형광체층을 배열하는 단계; 및
    상기 회로 기판 위에 마운트되어 있는 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드를 둘러싸는 형광체층, 및 상기 액상의 충진제를 베이킹하는 단계를 포함하며,
    상기 발광 다이오드 소자, 상기 골드 와이어 및 상기 회로 기판의 본딩 패드는 상기 형광체층의 내부에 배치되는 발광 다이오드 패키지의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 형광체층은 형광체와 실리콘으로 형성된 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 액상 충진제는 실리콘인 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 상면과 상기 형광체층의 간격은 10㎛ ~ 500㎛인 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 측면과 상기 형광체층의 간격은 10㎛ ~ 1,000㎛인 발광 소자 패키지의 제조 방법.
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