KR20190052600A - Led 제조시스템 및 led 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, LED를 제조하기 위한 LED 제조시스템 및 LED 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 충진된 몰딩제(40)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서, 상기 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와; 상기 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템을 개시한다.
본 발명은, 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 충진된 몰딩제(40)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서, 상기 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와; 상기 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템을 개시한다.
Description
본 발명은, LED를 제조하기 위한 LED 제조시스템 및 LED 제조방법에 관한 것이다.
LED(light emission diode)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자로서, 소비 전력이 적고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고, 또한 진동에 강한 특성을 갖고 있다.
통상의 LED 패키지는 기판상에 설치된 리드프레임과, 리드프레임에 설치되어 빛을 발광하는 LED 소자와, LED 소자와 리드프레임을 전기적으로 연결하는 본딩와이어와, LED 소자로부터 발광된 빛을 반사시키는 리플렉터와, 리플렉터의 내측에 충전되어 LED 소자와 본딩와이어를 밀봉함으로써 보호되도록 하는 몰딩제(봉지재)를 포함하여 구성된다.
일반적으로 LED 패키지 조립 공정은 집적회로가 형성되어 있는 웨이퍼를 각각의 LED 소자로 분리하는 웨이퍼 소잉(wafer sawing) 공정과, 각 LED 소자를 리드프레임에 소정의 접착수단을 사용하여 실장하는 다이 어태치(die attach) 공정과, LED 소자의 전극 패드와 리드프레임의 리드를 금속 세선으로 연결하는 와이어 본딩(wire bonding) 공정과, LED 소자가 실장된 부분을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 성형수지로 봉합하는 몰딩(molding) 공정 및 몰딩 공정이 완료된 LED 패키지의 신뢰성을 검증하기 위한 테스트(test) 공정을 포함하며, 이 밖에도 부수적으로 여러가지 공정이 추가적으로 진행된다.
특히, LED 패키지 제조 공정 중 몰딩 공정후에는 경화(cure) 공정이 진행되는데, 경화 공정은 몰딩 공정이 완료된 LED 패키지에 일정 시간 동안 열을 가하여 성형수지 특성을 안정되게 함으로써, 외부의 화학적기계적 스트레스로부터 내부의 LED 소자 및 금속 세선을 보호하기 위한 공정이다.
통상적으로 몰딩 공정이 완료된 리드프레임 스트립(lead frame strip)이 매거진(magazine) 또는 캐리어(carrier)와 같은 보관용기에 적재된 이후에, 이 보관용기를 LED 패키지 경화장치에 입고시켜 리드프레임 스트립에 형성된 반제품 상태의 LED 패키지를 경화시킨다.
즉, 종래의 패키지 경화시스템에서는 몰딩이 이루어진 LED 패키지의 경화작업이 다수의 리드프레임이 매거진에 적층된 상태에서 경화장치(오븐 또는 챔버 등)에 수동으로 반입되어 장시간(대략 2시간)동안 이루어진다.
그에 따라 종래의 패키지 경화시스템은 공정이 단계별 매뉴얼을 따라 수행되므로 공정효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 경화장치에 반입되기 전 복수의 리드프레임들에 봉지재의 도포가 순차적으로 이루어지므로 봉지재 도포후 경화장치에서 경화되기까지 대기시간이 발생한다.
즉, 종래의 오븐을 이용한 몰딩제의 경화 과정은 2시간 이상의 경화시간이 필요하여 봉지재가 열 유동에 의해 형광체의 침전 및 뭉침 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 봉지재의 열 유동으로 인해 LED 패키지의 내부 위치 간 형광체 함량이 불균일하게 배치되어 동일한 재료로 제작된 LED 패키지 제품이라도 제품 간 색 좌표 편차와 휘도 편차를 유발하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 경화방법은 경과과정에서 몰딩제의 스트레스 감소를 위해 오랜 시간 경화해야 하므로 공정시간이 길어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 인식하여, 리드프레임의 LED 소자의 형성을 위한 몰딩제 또는 접착층에 직접 또는 간접으로 적외선을 조사하여 몰딩제 또는 접착층을 경화시킴으로써, LED 패키지 경화에 소요되는 시간을 크게 감소시키고 제조된 LED의 성능을 개선할 수 있으며 LED 패키지 사이의 성능편차를 최소화 할 수 있는 LED 제조시스템 및 LED 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 충진된 몰딩제(40)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서, 상기 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와; 상기 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템을 개시한다.
본 발명은 또한 상면에 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 다수의 LED 소자(52)들이 실장되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에는, 시트구조의 형광체(53)가 부착되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에는, 시트구조의 형광체(53)를 부착하는 접착층(54)이 형성되는 리드프레임(20)에 구비되는 접착층(54)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서, 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와; 상기 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템을 개시한다.
상기 광원부(100)는, 광을 상기 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동될 수 있다.
상기 광원부(100)는, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며, 상기 광원부(100)는, 파장, 800nm~2㎛의 파장의 적외선 레이저빔을 조사하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 또한, 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키면서 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시켜 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 적외선빔패턴을 조사하여 상기 몰딩제(40)를 경화시키는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법을 개시한다.
본 발명은 또한, 상면에 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 다수의 LED 소자(52)들이 실장되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)가 부착되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)를 부착하는 접착층(54)이 형성되는 리드프레임(20)을 선형이동시키면서 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시켜 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 적외선빔패턴을 조사하여 상기 접착층(54)을 경화시키는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법을 개시한다.
상기 광원부(100)는, 광을 상기 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동될 수 있다.
상기 광원부(100)는, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며, 상기 광원부(100)는, 파장, 800nm~2㎛의 파장의 적외선 레이저빔을 조사하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 제조방법은, 리드프레임의 LED 소자의 형성을 위한 몰딩제 또는 접착층에 직접 또는 간접으로 적외선을 조사하여 몰딩제 또는 접착층을 경화시킴으로써, LED 패키지 경화에 소요되는 시간을 크게 감소시키고 제조된 LED의 성능(발광효율, 광특성편차, 수명)을 개선할 수 있으며 LED 패키지 사이의 성능편차를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 제조방법은, 리플렉터 내측에 몰딩제가 충진된 리드프레임을 선형이동시키면서 리드프레임 상의 빔스폿을 리드프레임의 이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시키면서 리플렉터 내측에 충진된 몰딩제를 광에 의하여 조사하여 몰딩제의 내측으로부터 경화가 이루어지도록 구성함으로써, 몰딩제의 가스 배리어성을 개선하고, 경화에 필요한 시간을 현저히 단축하여 몰딩제의 형광체 침전을 방지하며 생산수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 LED 제조방법은, 몰딩제를 신속하게 경화시킴으로써, 몰딩제의 수축과정에서 발생하는 스트레스를 감소시켜 LED 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 LED 제조방법은, 적외선을 직접 몰딩제에 조사하기 때문에 몰딩제를 투과한 적외선이 리드프레임의 리플렉터 도금면(예를 들어, Ag 도금면)에 의해 다시 몰딩제로 반사됨으로써 다중으로 적외선을 조사하는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 LED 제조방법은, LED 패키지 경화공정을 자동화 하여 LED 패키지 양산효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 LED 제조방법은, 박판 형상의 LED 소자의 상면에 접착층이 개재되어 세라믹, 필름, 시트 등의 시트구조의 형광층을 구비하는 LED의 제조에 있어어서, 박판 형상의 LED 소자의 상면에 접착층이 개재되어 부착되는 형광체를 부착함에 있어서, 접착층을 직접 또는 간접으로 직접 또는 간접으로 적외선을 조사하여 몰딩제 또는 접착층을 경화시킴으로써, LED 패키지 경화에 소요되는 시간을 크게 감소시키고 제조된 LED의 성능(발광효율, 광특성편차, 수명)을 개선할 수 있으며 LED 패키지 사이의 성능편차를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 제조시스템을 보여주는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 LED 제조시스템의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 3은, 도 1의 LED 제조시스템 중 광조사부 및 리드프레임의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 LED 제조방법에 의하여 LED 패키지을 제조하는 과정을 보여주는 일부 평면도이다.
도 5는, 도 4에서 광조사부에 의한 광조사 과정을 보여주는 일부 확대도이다.
도 6a는, 오븐을 이용하여 형광체를 경화시킨 종래기술에 의한 LED 소자에서 형광체 부분을 보여주는 사진을, 도 6b는, 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 제조방법에 의하여 제조된 LED 소자에서 형광체 부분을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 제조시스템에 의하여 제조되는 LED 패키기의 제2실시예를 보여주는 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 LED 제조시스템의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 3은, 도 1의 LED 제조시스템 중 광조사부 및 리드프레임의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 LED 제조방법에 의하여 LED 패키지을 제조하는 과정을 보여주는 일부 평면도이다.
도 5는, 도 4에서 광조사부에 의한 광조사 과정을 보여주는 일부 확대도이다.
도 6a는, 오븐을 이용하여 형광체를 경화시킨 종래기술에 의한 LED 소자에서 형광체 부분을 보여주는 사진을, 도 6b는, 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 제조방법에 의하여 제조된 LED 소자에서 형광체 부분을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 제조시스템에 의하여 제조되는 LED 패키기의 제2실시예를 보여주는 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 LED 제조시스템 및 LED 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 LED 제조시스템은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 LED 소자(10)들이 실장된 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 충진된 몰딩제(40)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서, 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와; 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템을 포함한다.
상기 리드프레임(20)은, 상면에 구비된 리플렉터(30) 내측에 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 스트립일 수 있다.
여기서, 상기 LED 패키지는, 제1실시예의 LED 패키지로서, 금속세선을 통해 리드프레임(20)의 리드에 연결(와이어 본딩)되어 리드프레임(20)에 실장된 LED 소자(10)로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 LED 제조시스템은, 다수의 LED 소자(10)들이 실장된 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 충진된 몰딩제(40)를 경화시키기 위한 시스템으로서, 본 발명은 몰딩제 경화에 있어 특징적 구성을 가진다.
상기 선형이동장치(600)는, 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 리드프레임(20)을 선형이동(예를 들면 X축방향으로 선형이동)시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 선형이동장치(600)는, 리드프레임(20)을 지지한 상태로 이송하기 위한 이송경로를 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
보다 구체적으로 상기 선형이동장치(600)는, 리드프레임(20)의 이동경로를 따라 설치되는 가이드부, 롤러, 컨베이어벨트 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
또한 상기 선형이동장치(600)는, 리드프레임로딩부(300)와 리드프레임언로딩부(400) 사이에서 LED 제조시스템 하측에 설치되는 컨베이어벨트일 수 있다. 이러한 경우, 다수의 리드프레임(20)이 리드프레임로딩부(300)에서 리드프레임언로딩부(400)를 향해 순차적으로 이송되며 몰딩제(40) 경화가 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명은, 리드프레임로딩, 몰딩제경화 및 리드프레임언로딩이 In-Line 방식으로 수행될 수 있는 이점이 있다.
상기 광원부(100)는, 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 광원은, 적외선을 발생시키는 광원과; 광원에서 나온 적외선을 몰딩제(40)에 조사하기 위한 광경로를 형성하는 광학계를 포함할 수 있다.
상기 광원은, 일정파장범위 또는 단파장을 가지는 적외선을 발생시키는 광원으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 광원은, 근 적외선 영역인 800nm부터 적외선 영역인 2um 사이의 파장 영역을 갖는 적외선을 발생시킬 수 있으나, 바람직하게는, 몰딩제(40)의 열원부가 비발광하는 파장 범위인 1060~1080nm 파장의 적외선을 발생시킬 수 있다.
예로서, 상기 광원은, 적외선 레이저빔을 출력하는 IR CW 레이저(Continuous wave laser)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광원은 적외선을 발생시키는 구성으로 설명하였으나, 적외선이 아닌 일정 광도 이상의 자외선, 가시광 또는 근적외선 등을 출력하는 광원으로 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 광학계는, 광원에서 나온 적외선을 몰딩제(40)에 조사하기 위한 광경로를 형성하는 구성으로, 반사부재, 렌즈부재 및 조리개부재 등을 포함하는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 광원부(100)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 발생된 광을 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시킴을 특징으로 한다.
여기서 상기 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿의 직경은, 리드프레임(20) 상에 설치된 리플렉터(30)의 크기보다 큰 직경을 가짐이 바람직하다.
특히 상기 광원부(100)는, 발생된 광을 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시켜 리드프레임(20)의 리플렉터(30)에 충진된 몰딩제(40)의 경화에 충분한 열을 가함으로써 보다 신속하게 몰딩제(40)의 경화를 달성할 수 있다.
한편 상기 광원부(100)는, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며 후술하는 열원부(41)가 비발광하는 파장, 800nm~2㎛의 파장, 예를 들면 1060~1080nm 파장의 적외선 레이저빔을 조사하도록 구성됨이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 몰딩제(40)는, 적외선에 의해 발열되는 열원부(41)를 혼합한 고분자 화합물(42)이다.
상기 열원부(41)는, 일정 파장의 적외선에 의해 발열이 유도될 수 있다.
상기 열원부(41)는, 필러 및 형광체 중 적어도 하나로 이루어지고, 비발광 천이를 통해 조사되는 적외선을 흡수하여 발열한다.
상기 고분자 화합물(42)은, 탄소섬유 화합물, 그라파이트, 그라핀, 탄소나노튜브, 실리콘 화합물, 질소 화합물, 붕소 화합물, 지르콘 화합물, 티타늄화합물, 알루미늄 화합물, 아연 화합물 중 어느 하나로 이루어진다.
상기 열원부(41)가 형광체로 이루어진 경우 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Halide, Quantum dot 중 적어도 하나로 이루어지고, 열원부(41)가 혼합되는 비율은 열원부(41)의 무게에 대비하여 혼합 비율을 결정할 수 있으며, 고분자 화합물(42)의 점도와 LED 광원의 색 온도 목표에 따라 1wt% ~ 50wt% 중 어느 하나의 비율로 고분자 화합물(42)과 혼합되고, 통상적으로 5wt% ~ 100Wt%가 바람직하며, 일정 점도를 확보할 수 있으면 혼합되는 비율에 제한 받지 않고 혼합될 수 있다.
또한, 상기 혼합되는 열원부(41)의 크기는 수 나노미터(nm)에서 수십 마이크로미터(㎛) 크기까지 다양하게 적용될 수 있으나, 통상적으로 1~50 마이크로미터(㎛) 사이의 크기가 바람직하다.
상기 열원부(41)에는, 열원부(41)의 발열을 유도하기 위하여, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며 열원부가 비발광하는 파장, 800nm~2μm의 파장, 예를 들면 1060~1080nm 파장의 적외선 레이저빔이 조사됨이 바람직하다.
상기 열원부(41)는, 적외선을 흡수하여 가열되고, 적외선에 의해 가열된 열원부(41)는 발열을 통해 열원부(41) 주변으로 발생된 열이 전달되도록 하여 열원부(41) 주변의 고분자 화합물(42)이 열전도에 의한 경화를 통해 수축부가 생성되도록 한다.
따라서 고분자 화합물(42)의 내부 수축을 유도하는 열원부(41)를 통해 고속 경화가 이루어질 수 있고, 상기 고분자 화합물(42)과 열원부(41) 사이의 밀착력을 형상시켜 가스 배리어성을 개선할 수 있다.
또한, 고분자 화합물(42)을 신속하게 경화시킴으로써, 고분자 화합물(42)의 수축과정에서 발생하는 스트레스 발생을 감소시킬 수 있으며, 스트 레스가 열원부(41) 측으로 몰리게 하여 고분자 화합물(42)과 열원부(41) 사이에서 균일한 경화가 일어날 수 있게 한다.
몰딩제(40)가 천천히 경화되면 형광체가 침전되어 발광효율이 낮아지게 되므로, 적외선으로 몰딩제(40)를 빠르게 경화시키는 방법은 컨벡션 오븐을 이용한 종래의 경화방법보다 발광효율의 관점에서 우수한 이점이 있다.
즉, 종래의 컨벡션 오븐 경화 방법은 도 6a에 도시된 바와 같이, 시간이 길게 소요되기 때문에 상대적으로 더 많은 형광체가 하향 침전되나, 본 발명에 따른 적외선 경화방식은 형광체가 침전하기 전에 빠른 경화를 수행함으로써, LED 광원의 특성을 개선할 수 있게 된다.
종래의 컨벡션 오븐에서 경화된 LED는 구동시간이 경과할수록 광량 저하가 크게 발생하는데 반해, 본 발명에 따른 적외선 경화방식은 적외선을 통해 가열된 열원부(41)에서 발생한 열이 상기 열원부(41) 주변의 몰딩제(40)를 수축시켜 몰딩제(40)와 열원부(41) 사이의 계면이 더욱 견고하게 밀착됨으로써, 구동시 신뢰도가 더욱 향상 되도록 할 수 있다.
또한, 종래의 컨벡션 오븐을 이용한 경화방법은 개스 배리어성이 낮아 침투된 유황가스로 인해 변색이 심하게 발생되는 문제점이 있는데 반해, 본 발명에 따른 적외선을 이용한 경화방법은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 적외선에 의해 열원부(41)에서 발생한 열이 열원부(41) 주변의 몰딩제(40)를 수축시켜서 몰딩제(40)와 열원부(41) 사이의 계면이 더욱 견고하게 밀착되어 유황가스의 침투를 효과적으로 차단하여 변색과 개스 배리어성이 월등히 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 LED 제조시스템은, 디스펜서부(200)로 순차적으로 로딩될 다수의 리드프레임(20)들이 적재되는 리드프레임로딩부(300)와; LED 제조시스템로부터 리드프레임(20)을 전달받아 언로딩부재(50)로 언로딩하기 위한 리드프레임언로딩부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 리드프레임로딩부(300)는, 다수의 LED 소자(10)들이 실장된 리드프레임(20)이 적재된 로딩적재부(30)로부터 리드프레임(20)을 LED 제조시스템로 로딩하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 로딩적재부(310)는, LED 소자(10)가 실장되고 몰딩제(40)가 도포되지 않은 상태의 리드프레임(20)들이 적재되어 보관하는 매거진(magazine) 또는 캐리어(carrier)와 같은 보관용기를 포함할 수 있다.
상기 리드프레임로딩부(300)는, 로딩적재부(310)에 적재된 리드프레임(20)이 로딩위치에서 순차적으로 배출되도록 로딩적재부(310)를 수평방향으로 이송하거나 또는 수직방향으로 승강시키기 위한 엘리베이터부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 리드프레임언로딩부(400)는, LED 제조시스템로부터 경화공정이 완료된 리드프레임(20)을 전달받아 언로딩부재(50)로 언로딩하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 언로딩부재(50)는, LED 제조시스템에서 LED 패키지 경화가 완료된 리드프레임(20)들이 적재되는 매거진(magazine) 또는 캐리어(carrier)와 같은 보관용기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 리드프레임언로딩부(400)는, 리드프레임(20)이 언로딩위치에서 순차적으로 언로딩부재(50)로 언로딩되도록 언로딩부재(50)를 수평방향으로 이송하거나 수직방향으로 승강시키기 위한 엘리베이터부를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상기 LED 제조시스템은, 리드프레임로딩부(300)로부터 리드프레임(20)을 전달받거나 리드프레임로딩부(400)로 리드프레임(20)을 전달하며, LED 제조시스템의 하측에 설치되어 리드프레임(20)을 수평방향으로 이송하는 선형이동장치(600)를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상기 LED 제조시스템은, 리드프레임로딩부(300) 및 LED 제조시스템 사이에 설치되며, 리드프레임로딩부(300)로부터 로딩된 리드프레임(20)의 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)를 충진하는 디스펜서부(200)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 디스펜서부(200)는, 다수의 LED 소자(10)들이 실장된 리드프레임(20)에 설치되는 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)를 충진하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 디스펜서부(200)는, 리드프레임(20)의 이동경로상 상측에 설치되어 리드프레임(20)의 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)를 공급하는 노즐부를 포함할 수 있다.
상기 노즐부는, 다양한 방식의 공급시스템이 적용될 수 있으며, 외부의 몰딩제공급장치와 연결될 수 있다.
그리고, 상기 LED 제조시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스펜서부(200)와 LED 제조시스템 사이에 설치되어 리드프레임(20) 상면이미지를 획득하는 제1이미지획득부(610)를 포함할 수 있다.
상기 제1이미지획득부(610)는, 디스펜서부(200)에서 몰딩단계를 마친 리드프레임(20)의 상면이미지를 획득하여 LED 패키지의 몰딩상태를 검사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1이미지획득부(610)는, 카메라와 같은 광학패키지로 구성될 수 있다.
또한, 상기 LED 제조시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, LED 제조시스템과 리드프레임언로딩부(400) 사이에 설치되어 리드프레임(20) 상면이미지를 획득하는 제2이미지획득부(620)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2이미지획득부(610)는, LED 제조시스템에서 경화단계를 마친 리드프레임(20)의 상면이미지를 획득하여 LED 패키지의 경화상태를 검사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제2이미지획득부(620)는, 카메라와 같은 광학패키지로 구성될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 상기 LED 제조시스템 및 LED 제조 방법은, 도 3에 도시된 구조 이외에, 도 7에 도시된 바와 같은, 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 상기 LED 제조시스템 및 LED 제조 방법에 제조되는 LED 패키지(50)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 리드프레임(20)과, 리드프레임(20)에 설치되어 빛을 발광하는 LED 소자(52)와, LED 소자(52)의 상면에 부착되는 시트구조의 형광체(53)와, LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)를 부착하는 접착층(54)를 포함할 수 있다. 여기서 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 소자에 있어서 리드프레임은 다른 구성을 가질 수 있으나, 설명의 편의상 같은 도면부호를 부여한다.
상기 리드프레임(20)은, 도 1에 도시된 바와 같은, 상면에 구비된 리플렉터(30) 내측에 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 스트립일 수 있다.
여기서, 상기 LED 패키지(50)는, 금속세선을 통해 리드프레임(20)의 리드에 연결(와이어 본딩)되어 리드프레임(20)에 실장된 LED 소자(10)로 구성될 수 있다.
한편 상기 LED 소자(10)는, 리드프레임(20)에 실장되어 전기인가에 의하여 빛을 발하는 박판구조의 소자로서 반도체 공정 등을 거쳐 제조되는 LED 소자이다.
상기 형광체(53)는, LED 소자(52)의 상면에 부착되는 시트구조의 부재로서, 재질에 따라서 세라믹, 글라스, 필름 구조의 형광체로 구성되는 등 다양한 구성을 가질 수 있다.
특히 상기 형광체(53)는, LED 소자(52)의 상면에 부착되도록 시트 구조를 가짐을 특징으로 한다.
상기 접착층(54)은, LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)를 부착하는 층으로서 형광체의 종류에 따라서 다양한 물성을 가질 수 있다.
한편 상기와 같은 구조를 가지는 LED 패키지(50)는, 접착층(54)이 개재된 상태로 LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)를 부착한 후 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은, LED 소자 제조시스템 및 LED 소자 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 접착층(54)이 개재된 상태로 LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)를 부착된 리드프레임(20)은, 선형이동장치(600)에 의하여 후술하는 광원부(100)에 의하여 광이 조사되는 광조사영역을 통과한다.
이때 상기 광원부(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 발생된 광을 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시킴을 특징으로 한다.
여기서 상기 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿의 직경은, 리드프레임(20) 상에 설치된 리플렉터(30)의 크기보다 큰 직경을 가짐이 바람직하다.
특히 상기 광원부(100)는, 발생된 광을 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시켜 리드프레임(20)의 접착층(54)의 경화에 충분한 열을 가함으로써 보다 신속하게 접착층(54)의 경화를 달성할 수 있다.
한편 상기 광원부(100)는, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며 파장, 800nm~2㎛의 파장, 예를 들면 1060~1080nm 파장의 적외선 레이저빔을 조사하도록 구성됨이 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: LED 제조장치
200: 디스펜서부
300: 리드프레임로딩부 400: 리드프레임언로딩부
300: 리드프레임로딩부 400: 리드프레임언로딩부
Claims (8)
- 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 충진된 몰딩제(40)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서,
상기 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와;
상기 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템. - 상면에 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 다수의 LED 소자(52)들이 실장되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에는, 시트구조의 형광체(53)가 부착되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에는, 시트구조의 형광체(53)를 부착하는 접착층(54)이 형성되는 리드프레임(20)에 구비되는 접착층(54)를 경화시키기 위한 LED 제조시스템으로서,
상기 리드프레임(20)을 선형이동시키는 선형이동장치(600)와;
상기 선형이동장치(600)에 의하여 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 조사되는 적외선빔패턴이 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 적외선빔을 발생시키는 광원부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 광원부(100)는, 광을 상기 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 광원부(100)는, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며,
상기 광원부(100)는, 파장, 800nm~2㎛의 파장의 적외선 레이저빔을 조사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 제조시스템. - 다수의 LED 소자(10)들이 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 실장되는 리드프레임(20)에 구비되는 리플렉터(30) 내측에 몰딩제(40)가 충진된 상기 리드프레임(20)을 선형이동시키면서 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시켜 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 적외선빔패턴을 조사하여 상기 몰딩제(40)를 경화시키는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
- 상면에 N × M 매트릭스 (여기서, N 및 M은 자연수) 형태로 다수의 LED 소자(52)들이 실장되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)가 부착되며, 상기 LED 소자(52)의 상면에 시트구조의 형광체(53)를 부착하는 접착층(54)이 형성되는 리드프레임(20)을 선형이동시키면서 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동시켜 선형이동되는 상기 리드프레임(20) 상에 적외선빔패턴을 조사하여 상기 접착층(54)을 경화시키는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
- 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 광원부(100)는, 광을 상기 리드프레임(20) 상에 형성되는 빔 스폿을 갈바노미터 스캐너 등을 이용하여 상기 리드프레임(20)의 선형이동방향과 수직인 방향으로 왕복이동되는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 광원부(100)는, 100W ~ 1KW 범위의 세기를 가지며,
상기 광원부(100)는, 파장, 800nm~2㎛의 파장의 적외선 레이저빔을 조사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
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