KR20170067071A - Led 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 led 패키지 - Google Patents
Led 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 led 패키지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170067071A KR20170067071A KR1020150173494A KR20150173494A KR20170067071A KR 20170067071 A KR20170067071 A KR 20170067071A KR 1020150173494 A KR1020150173494 A KR 1020150173494A KR 20150173494 A KR20150173494 A KR 20150173494A KR 20170067071 A KR20170067071 A KR 20170067071A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- led chip
- sealing member
- led
- surface portion
- glass
- Prior art date
Links
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 title abstract description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 32
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 3
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULGYAEQHFNJYML-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Ca] Chemical compound [AlH3].[Ca] ULGYAEQHFNJYML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical compound [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FNCIDSNKNZQJTJ-UHFFFAOYSA-N alumane;terbium Chemical compound [AlH3].[Tb] FNCIDSNKNZQJTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N calcium;silicon Chemical compound [Ca]=[Si] OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XXCMBPUMZXRBTN-UHFFFAOYSA-N strontium sulfide Chemical compound [Sr]=S XXCMBPUMZXRBTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1204—Optical Diode
- H01L2924/12041—LED
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
본 발명은 LED 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 LED 패키지에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지는 LED 칩과 LED 칩의 봉지부재를 포함하고, LED 칩은 인쇄회로기판에 플립칩 형태로 실장되며, 봉지부재는 상면부, 측면부 및 홈을 갖는 저면부를 포함하여 LED 칩이 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 면을 둘러싸도록 형성된다. 또한, 봉지부재는 유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG(phosphor in glass)로 형성되되, 봉지부재의 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성된다.
Description
본 발명은 LED 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 LED 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백라이트 유닛에 사용되는 LED 칩의 봉지부재와 이러한 봉지부재를 포함하는 LED 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode, 이하 'LED'라고 함)는 갈륨(Ga), 인(P), 비소(As) 등을 재료로 하여 만들어진 반도체로서, 전류를 흐르게 하면 빛을 발하는 성질을 갖는다. LED는 종래 전구에 비해 수명이 길고 응답속도가 빠를 뿐만 아니라 소형화가 가능하면서도 선명한 색의 광을 방출하기 때문에 각종 표시장치의 광원으로 널리 활용되고 있다. 예를 들어, 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)의 액정 화면 뒤에서 빛을 방출해 주는 백라이트 유닛(backlight unit, BLU)에서의 발광소자로 LED 칩을 포함하는 LED 패키지가 사용되고 있다.
일반적으로 백라이트 유닛 등에 사용되는 LED 패키지는 LED 칩을 인쇄회로기판 상에 실장한 후 봉지재로 봉지한 후 렌즈를 부착하여 형성한다. 여기에서, 봉지재는 기본적으로 LED 칩을 열, 수분, 외부 충격으로부터 보호하면서 LED 칩으로부터의 빛을 투과시켜 외부로 방출시키는 역할을 한다.
봉지재로는 주로 에폭시 계열과 실리콘 계열의 수지를 사용하는 것이 일반적이며, 이러한 수지를 형광체와 혼합하여 사용함으로써 LED 칩에서의 발광색을 변환시키는 기능도 한다. 예를 들어, LED 칩으로 청색광을 발하는 청색 LED를 사용할 때 수지와 황색 형광체를 혼합한 봉지재를 사용함으로써 백색광으로 색변환하는 방법이 알려져 있다. 또한, 종래에는 이러한 수지를 플레이트 형상으로 형성한 후 LED 칩 상에서 가압하는 방법으로 봉지하는 방법이 알려져 있다.
하지만 수지로 봉지재를 형성하는 때에는 청색 LED와 같이 높은 에너지가 발생하는 경우 고온에 의해 수지가 열화되기 쉬우며 발광색이 변화(황변)하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 종래의 봉지 공정에 따르면 수지로 이루어지는 봉지구조에 가압에 따른 칩 형상의 자국이 남을 수 있으며, 이로 인해 발광 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광 품질을 향상시키고 고온에 따른 열화나 변색의 문제를 해결할 수 있는 LED 칩 봉지부재와 이를 포함하는 LED 패키지를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 간단한 공정으로 LED 칩을 봉지할 수 있는 봉지부재를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지는 LED 칩과 LED 칩의 봉지부재를 포함하고, LED 칩은 인쇄회로기판에 플립칩 형태로 실장되며, 봉지부재는 상면부, 측면부 및 홈을 갖는 저면부를 포함하여 LED 칩이 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 면을 둘러싸도록 형성된다. 또한, 봉지부재는 유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG(phosphor in glass)로 형성되되, 봉지부재의 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성된다.
여기에서, 봉지부재의 측면부 중 마주보는 한 쌍의 면이 반사면으로 형성될 수 있다. 또는, 봉지부재의 측면부 전체가 반사면으로 형성될 수도 있다.
봉지부재의 측면부 중 반사면은 유리에 TiO2를 첨가한 혼합물로 형성될 수 있다.
봉지부재의 측면부 중 반사면에 사용되는 TiO2는 루타일 타입일 수 있다.
봉지부재의 측면부 중 반사면은 B2O3-SiO2-Al2O3 조성의 보로실리케이트(borosilicate) 유리에 10~40 중량%의 TiO2를 첨가한 혼합물로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재는 백라이트 유닛에 사용되는 LED 어레이에서 LED 칩을 봉지하기 위한 봉지부재로서, 상면부, 측면부 및 홈을 갖는 저면부를 포함하여 LED 칩이 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 LED 칩의 전면을 둘러싸는 형태로 형성된다. 또한, 유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG로 형성되되, 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재는 백라이트 유닛에 사용되는 LED 어레이에서 복수의 LED 칩을 봉지하기 위한 LED 칩 봉지부재로서, 상면부, 측면부 및 복수의 홈을 갖는 저면부를 포함하여 인쇄회로기판에 실장되는 복수의 LED 칩을, 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 전면을 둘러싸는 형태로 형성된다. 또한, 유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG로 형성되되, 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 칩 봉지부재를 기본적으로 유리에 형광체가 혼합된 PIG로 형성하되 측면부의 적어도 하나의 면을 반사면으로 형성함으로써, 고온에 따른 열화나 변색의 문제를 해결할 뿐만 아니라 원하는 방향으로의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, LED 칩 봉지부재를 LED 칩의 상면과 측면을 둘러싸는 형태로 형성함으로써, LED 칩을 실장한 후에 별개로 형성한 봉지부재를 덮는 방식으로 봉지가 가능하게 되어 LED 패키지 공정이 간단하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지가 실장된 LED 어레이를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절단한 LED 패키지의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절단한 LED 패키지의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "위"에 있다라고 기재된 경우, 이는 다른 구성요소 "바로 위"에 위치하는 경우뿐만 아니라 이들 사이에 또 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지를 포함하는 LED 어레이를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절단한 모습을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 LED 어레이는 LCD와 같은 표시장치에서 백라이트 유닛을 구성하는 것으로서, LED 어레이는 복수의 LED 패키지(100)와 이들이 실장되는 인쇄회로기판(200)으로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지의 측단면도를 나타내는 것으로서, 이를 참조하면 LED 패키지(100)는 LED 칩(110)과 LED 칩(110)의 상면 및 측면을 둘러싸는 형태의 봉지부재(120)를 포함한다. 본 실시예에서는 LED 칩을 필립칩(flip-chip) 형태로 실장하고 이와 유사한 크기를 갖도록 패키징하는 칩 스케일 패키지(chip scale package, CSP)로 형성된다.
본 실시예에 따른 LED 칩(110)은 기판(111), n형 질화물 반도체층(n-GaN)(112), 활성층(113), p형 질화물 반도체층(p-GaN)(114), p형 전극(115) 및 n형 전극(116)이 적층되어 있는 일반적인 LED 칩의 구조를 갖는다. 본 발명은 이러한 LED 칩의 구조에 특징이 있는 것은 아니며, 따라서 본 발명에서는 공지된 어떠한 형태의 LED 칩으로도 LED 패키지를 구성하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 칩(110)은 인쇄회로기판(200) 상에 플립칩 형태로 실장된다. 즉, LED 칩(110)은 인쇄회로기판(200)과 마주하지 않는 쪽으로 기판(111)을 두고 솔더볼(300)을 통해 p형 전극(115)과 n형 전극(116)을 인쇄회로기판(200)에 직접 접합시키는 방식으로 실장된다.
LED 칩의 봉지부재(120)는 LED 칩(110)을 인쇄회로기판(200)에 접하지 않는 모든 면을 둘러싸도록 형성된다. 즉, 본 실시예와 같이 LED 칩(110)이 직육면체 형상으로 형성되는 경우 봉지부재(120)는 LED 칩(110)의 기판(111)에 인접한 상면부(120a), LED 칩(110)의 측면을 둘러싸는 측면부(120b) 및 인쇄회로기판(200)에 접하고 홈을 갖는 저면부로 이루어져, 이를 통해 LED 칩(110)을 둘러싸는 형태로 봉지가 이루어진다.
봉지부재(120)는 바람직하게는 0.05mm 내지 1mm의 두께로 형성된다. 만약 봉지부재의 두께가 0.05mm 미만일 경우에는 강도가 낮아 파손의 위험이 있으며, 1mm를 초과하는 경우에는 광 변환 효율이 저하될 수 있다.
본 실시예에 따른 봉지부재(120)는 기본적으로 유리에 형광체가 분산된 유리-형광체 혼합물(phosphor in glass, PIG)로 이루어진다.
여기에서, 유리는 저융점 유리 프릿(frit)을 용융시킨 후 이를 고융점 유리 프릿 사이로 채워서 형성할 수 있다. 이와 같은 공정에 따르면 저융점 유리 프릿은 소성 과정에서 용융되어 유리 상태로 되고 고융점 유리 프릿은 소성 과정에서 용융되지 않아 프릿 상태로 남아있게 된다. 즉, 고융점 유리 프릿의 형상이 그대로 유지되는 상태로 유리가 형성되고, 따라서 유리가 급격히 수축하면서 뒤틀리는 현상을 최소화할 수 있으며 컬링(curling) 현상을 방지할 수 있고 유리의 강도를 향상시킬 수 있게 된다.
저융점 유리 프릿은 소성 작업의 온도가 약 500~800℃인 유리가 사용될 수 있고 알칼리토금속 산화물(MgO, CrO, BaO)을 포함하는 유리 성분을 포함할 수 있다. 또한, 고융점 유리 프릿은 소성 작업의 온도가 약 800℃ 이상인 유리가 사용될 수 있고 붕규산염인 보로실리케이트계 성분을 포함할 수 있다. 보로실리케이트계 성분은 강도 및 내구성이 우수한 장점이 있으며 칼슘 알루미늄 보로실리케이트, 칼슘소듐 보로실리케이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 하지만, 본 발명에서의 유리의 성분은 상술한 성분들에 한정되는 것은 아니다.
유리에 혼합되는 형광체로는 YAG(yttrium aluminum garnet)계, TAG(terbium aluminum garnet)계, 실리케이트계, 산화물계, 질화물계, 황화물계 등이 사용될 수 있다.
YAG계 형광체는 온도에 대한 안정성 및 휘도를 향상시키며, 네오디뮴(Nd), 유로퓸(Eu)와 같은 희토류 원소를 도핑하여 사용할 수 있다. TAG계 형광체으로는 세륨(Ce)으로 도핑된 Tb3Al5O12을 사용할 수 있다. 실리케이트계는 1종 이상의 금속 산화물과 실리카(SiO2)의 결합에 의해 생긴 화합물로, 칼슘 실리케이트 및 마그네슘 실리케이트 등이 사용될 수 있다. 산화물계 형광체로는 열적 안정성이 우수한 산화아연 등을 사용될 수 있고, 질화물계 형광체로는 유로퓸이 도핑된 칼슘실리콘나이트라이드(CaSiN2) 등을 사용할 수 있다. 또한, 황화물계 형광체로는 유로퓸이 도핑된 스트론튬 설파이드(SrS) 등을 사용할 수 있다.
봉지부재(120)에 사용되는 형광체는 LED 칩(110)에서 방출되는 광의 파장과 원하는 LED 패키지의 발광색에 따라 선택하게 된다. 예를 들어, 청색광이 방출되는 LED 칩(110)을 사용하여 백색광을 구현하고자 하는 경우에는 황색 형광체를 사용하게 된다.
본 실시예에서는 봉지부재는 측면부 중 적어도 하나의 면이 반사면으로 형성된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도로서, 도 2 및 도 3을 함께 참조하면 본 실시예에서는 봉지부재(120)의 측면부(120b) 중 마주하는 한 쌍의 면이 반사면으로 형성된다.
이러한 구성에 의해 본 실시예에서는 LED 칩(110)에서 봉지부재(120)의 반사면으로 향하는 광은 반사되어 투과하지 않으므로, LED 패키지(100)에서 봉지부재(120)에 반사면이 형성되지 않은 3면으로의 발광이 이루어지게 된다. 즉, 본 실시예에 따르면 봉지부재(120)의 적어도 하나의 면에 반사면을 형성함으로써 발광 효율을 높이면서 원하는 방향으로의 발광이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 광투과를 위한 부재, 즉 PIG로 이루어진 투과면과 광반사를 위한 부재, 즉 반사면을 일체화하여 하나의 봉지부재(120)로 형성함으로써, LED 칩(110)을 실장한 후의 봉지 공정을 단순화할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 LED 칩(110)을 실장한 후 광반사 내지 차폐를 위한 부재를 장착하는 공정과 광투과를 위한 부재를 장착하는 공정(봉지 공정)을 별도로 수행할 필요 없이, 반사면을 포함하는 봉지부재(120)를 미리 형성하고 LED 칩(110) 실장 후 미리 형성한 봉지부재(120)로 씌우는 공정만을 수행하면 되므로, LED 패키지(100) 제조 공정이 훨씬 간단하게 된다.
본 실시예에서 봉지부재(120)의 반사면은 유리에 TiO2를 첨가한 혼합물로 형성된다. 이때, TiO2는 루타일(rutile) 타입을 사용하는 것이 바람직하다. 루타일 타입의 TiO2는 아나타제(anatase) 타입 및 브루카이트(brookite) 타입의 TiO2에 비해 반사율이 높고 굴절율이 높아 봉지부재(120)의 반사면으로 사용하기에 보다 적합하다.
유리에 혼합하는 TiO2의 중량비에 따라 반사면에서의 반사율이 달라질 수 있으므로, 본 실시예에서는 원하는 고반사율을 위해 TiO2의 중량비를 선택하게 된다. 본 실시예에서는 유리를 B2O3-SiO2-Al2O3 조성의 보로실리케이트(borosilicate) 유리를 사용하는 경우에는 TiO2의 중량비는 10~40중량%로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, TiO2 중량비를 15중량%로 하는 경우 가시광선 전 영역에서 평균 99% 이상의 반사율을 갖는다.
한편, 유리와 혼합하는 TiO2는 입자 사이즈가 1㎛ 이하의 미분을 사용하는 것이 바람직하나, 입자 사이즈가 1㎛를 초과하는 TiO2를 사용하더라도 원하는 반사 효과를 얻을 수 있다.
이상 봉지부재(120)의 측면부(120b) 중에서 마주보는 한 쌍의 면이 반사면으로 형성되어 3면 발광이 이루어지는 경우를 설명하였으나, 봉지부재에서 반사면을 달리 형성하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도로서, 이를 참조하면 본 실시예의 LED 칩 봉지부재(120')는 LED 칩의 측면에 인접하는 측면부 전부를 반사면으로 형성한다. 이에 따라, 봉지부재(120')의 상면부만을 통해 광이 방출되는 1면 발광이 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 LED 칩 봉지부재에 적어도 하나의 면을 반사면으로 형성하여 원하는 발광 방향을 얻을 수 있고, 봉지부재에 반사면을 일체로 형성함으로써 LED 칩의 실장 이후의 공정을 단순화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재의 사시도로서, 이를 참조하면 본 실시예의 LED 칩 봉지부재(120'')는 제1 실시예에 따른 LED 칩 봉지부재가 복수 개 연결되어 있는 형태로 형성된다. 즉, 본 실시예의 LED 칩 봉지부재(120'')는 상면부, 측면부 및 저면부를 포함하고, 저면부에 복수의 홈이 형성되어 복수의 LED 칩을 봉지할 수 있는 구조로 이루어진다.
또한, 본 실시예에서는 봉지부재(120'')의 측면부 중에서 저면부의 홈이 이어지는 방향을 따라 마주보는 면들이 반사면으로 형성된다. 다만, 측면부에서 반사면이 형성되어 있는 형태는 예시적인 것으로, 반사면은 원하는 발광 방향에 따라 봉지부재의 측면부 중 어느 곳에도 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면 인쇄회로기판 상에 일렬로 배열된 복수의 LED 칩을 즉 하나의 봉지부재(120'')로 봉지할 수 있어 LED 칩 실장 이후 봉지 공정을 더 신속하고 용이하게 수행할 수 있게 된다. 또한, 제1 및 제2 실시예와 같은 봉지부재가 복수 개 연결되어 형태로서 봉지부재(120'')의 강성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
100: LED 패키지
110: LED 칩
111: 기판
112: n형 질화물 반도체층
113: 활성층
114: p형 질화물 반도체층
115: p형 전극
116: n형 전극
120, 120', 120'': LED 칩 봉지부재
200: 인쇄회로기판
300: 솔더볼
110: LED 칩
111: 기판
112: n형 질화물 반도체층
113: 활성층
114: p형 질화물 반도체층
115: p형 전극
116: n형 전극
120, 120', 120'': LED 칩 봉지부재
200: 인쇄회로기판
300: 솔더볼
Claims (8)
- LED 칩과 상기 LED 칩의 봉지부재를 포함하는 LED 패키지에 있어서,
상기 LED 칩은 인쇄회로기판에 플립칩 형태로 실장되고,
상기 봉지부재는 상면부, 측면부 및 홈을 갖는 저면부를 포함하여, 상기 LED 칩이 상기 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 면을 둘러싸도록 형성되며,
상기 봉지부재는 유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG(phosphor in glass)로 형성되되, 상기 봉지부재의 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 봉지부재의 측면부 중 마주보는 한 쌍의 면이 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 봉지부재의 측면부 전체가 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 봉지부재의 측면부 중 반사면은 유리에 TiO2를 첨가한 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 패키지.
- 제4항에 있어서,
상기 봉지부재의 측면부 중 반사면에 사용되는 TiO2는 루타일 타입인 것을 특징으로 하는, LED 패키지.
- 제4항에 있어서,
상기 봉지부재의 측면부 중 반사면은 B2O3-SiO2-Al2O3 조성의 보로실리케이트(borosilicate) 유리에 10~40 중량%의 TiO2를 첨가한 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 패키지.
- 백라이트 유닛에 사용되는 LED 어레이에서 LED 칩을 봉지하기 위한 LED 칩 봉지부재로서,
상면부, 측면부 및 홈을 갖는 저면부를 포함하여, 상기 LED 칩이 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 LED 칩의 전면을 둘러싸는 형태로 형성되고,
유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG로 형성되되, 상기 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 칩 봉지부재.
- 백라이트 유닛에 사용되는 LED 어레이에서 복수의 LED 칩을 봉지하기 위한 LED 칩 봉지부재로서,
상면부, 측면부 및 복수의 홈을 갖는 저면부를 포함하여, 인쇄회로기판에 실장되는 복수의 LED 칩을, 인쇄회로기판에 실장되는 면을 제외한 전면을 둘러싸는 형태로 형성되고,
유리에 형광체가 분산되어 있는 PIG로 형성되되, 상기 측면부 중 적어도 하나의 면은 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 칩 봉지부재.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150173494A KR20170067071A (ko) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Led 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 led 패키지 |
| PCT/KR2016/003050 WO2016208850A1 (ko) | 2015-06-23 | 2016-03-25 | Led용 유리의 제조 방법, led용 유리를 이용한 led 칩 봉지부재와 이를 포함하는 led 패키지 및 이들의 제조방법 |
| TW105116691A TWI670870B (zh) | 2015-06-23 | 2016-05-27 | Ｌｅｄ用玻璃的製備方法、利用ｌｅｄ用玻璃的ｌｅｄ晶片封裝部件及包括其的ｌｅｄ封裝件及其製備方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150173494A KR20170067071A (ko) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Led 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 led 패키지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170067071A true KR20170067071A (ko) | 2017-06-15 |
Family
ID=59217573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150173494A KR20170067071A (ko) | 2015-06-23 | 2015-12-07 | Led 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 led 패키지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170067071A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190012522A (ko) * | 2017-07-27 | 2019-02-11 | 주식회사 베이스 | Pig 구조체 제조 방법 |
-
2015
- 2015-12-07 KR KR1020150173494A patent/KR20170067071A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190012522A (ko) * | 2017-07-27 | 2019-02-11 | 주식회사 베이스 | Pig 구조체 제조 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5526782B2 (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| JP4855869B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| US9831396B2 (en) | Light emitting device including light emitting element with phosphor | |
| JP5558665B2 (ja) | 発光装置 | |
| US20120146077A1 (en) | Light emitting device | |
| EP3561885B1 (en) | Light emitting device | |
| KR102098589B1 (ko) | 파장변환부재 및 그 제조방법과, 이를 구비한 반도체 발광장치 | |
| US20090261708A1 (en) | Glass-phosphor capping structure for leds | |
| KR20120118692A (ko) | 발광 소자 패키지 및 이를 이용한 발광 장치 | |
| CN107408610B (zh) | 发光器件 | |
| JP5421205B2 (ja) | 発光装置 | |
| KR20130099210A (ko) | 광전자 반도체 컴포넌트 | |
| JP6015734B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP5755420B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2008153553A (ja) | 発光装置およびその製造方法 | |
| US10644208B2 (en) | Method of manufacturing light emitting device | |
| JP2018082034A (ja) | 発光装置 | |
| JP4187033B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2003243724A (ja) | 発光装置 | |
| JP5644967B2 (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| KR102103881B1 (ko) | Uv led칩을 이용하는 백색 발광소자 | |
| JP7350144B2 (ja) | 発光装置 | |
| KR101772656B1 (ko) | 형광체 및 발광장치 | |
| KR20170067071A (ko) | Led 칩 봉지부재 및 이를 포함하는 led 패키지 | |
| KR20120097697A (ko) | 발광 다이오드 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment |