KR20200022972A - Led 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 성능 개선을 통해 연색성과 방열성을 개선한 LED 패키지을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 인쇄회로기판 상에 부착되는 LED 패키지를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 기판층; 상기 기판층에 임의의 회로 패턴으로 형성되고, 상기 LED 패키지의 전극과 접촉하는 도전층; 상기 LED 패키지의 하부와 상기 도전층 사이의 기판층에 형성한 패턴층을 포함한다. 따라서, 본 발명은 기판층에 패턴층을 형성하여 LED 패키지의 본딩과정에서 솔더 페이스트로 인한 쇼트 발생을 방지할 수 있고, PSR 잉크의 색상을 적색, 녹색, 청색으로 구성하여 사용용도에 따른 LED 패키지의 컬러 제어와 연색성을 향상시킬 수 있으며, LED 패키지에서 발생되는 열을 분산시켜 BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 낮은 방열 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

LED 패키지{LED PACKAGE}
본 발명은 LED 패키지에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 성능 개선을 통해 연색성과 방열성을 개선한 LED 패키지에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다.
이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드프레임에 실장한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화하여 백라이트 유닛이나 각종 조명 장치 등에 적용할 수 있다.
이때, 상기 기판영역에는 전극 분리 공간이 형성되며, 수지를 이용하여 반사 부재를 형성할 때 상기 전극 분리 공간에 상기 수지 재질의 반사 부재가 함께 충전된다.
일반적으로 LED를 패키징하는 LED 패키지 제조 방법은 기판에 LED 칩을 실장하고, 와이어 본딩을 통해 전극과 연결되도록 한다.
최근에는 다양한 LED가 제안되고 있는데, 그중에서 미니 LED는 LED 칩 사이즈를 100㎛~200㎛ 수준으로 구현한 제품을 말하는 것으로, LED 칩 사이즈가 5㎛~100㎛ 수준인 마이크로 LED에 비해 칩 사이즈가 다소 크지만, 마이크로 LED와 마찬가지로 칩 하나하나를 화소나 발광체로 활용할 수 있다는 점에서 기본 구조는 동일하며, 미니 LED는 마이크로 LED에 비해 생산단가가 낮고, 기존의 LED 생산공정의 상당 부분을 활용할 수 있는 장점이 있다.
한편, LED 패키지는 BT 레진(Bismaleimide Triazine resin)을 이용한 인쇄회로기판을 이용하여 와이어 본딩 구조의 초소형 패키지로 제작되고 있다.
그러나, 와이어 본딩 구조의 장기 신뢰성에 와이어 오픈 문제가 발생 가능하여, 플립 칩(Flip-chip) 본딩을 통해 LED 패키지를 제조한다.
도 1은 일반적인 플립칩 본딩을 이용한 LED 패키지를 나타낸 도면으로서, 도전층(20)을 형성한 인쇄회로기판(10) 상에 LED 칩(31)과 전극(32)과 형광체(33)로 이루어진 LED 패키지(30)가 솔더 페이스트(40)를 통해 본딩된다.
즉 플립칩 본딩은 LED 패키지를 뒤집어서 인쇄회로기판에 직접 접착하는 방식이다.
그러나 솔더 페이스트를 이용한 LED 패키지의 본딩과정에서 솔더 페이스트의 양이 과도하게 공급되면, 상기 솔더 페이스트가 인쇄회로기판의 도전층(20) 사이로 흘러들어 쇼트(Short)를 발생시키는 문제점이 있다.
또한, BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 경우, 내열성과 절연특성이 우수하여 기판용으로 많이 사용되지만 방열특성이 낮은 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제10-1534849호(플립칩 패키지 및 그 제조방법)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 성능 개선을 통해 연색성과 방열성을 개선한 LED 패키지을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인쇄회로기판 상에 부착되는 LED 패키지를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 기판층; 상기 기판층에 임의의 회로 패턴으로 형성되고, 상기 LED 패키지의 전극과 접촉하는 도전층; 상기 LED 패키지의 하부와 상기 도전층 사이의 기판층에 형성한 패턴층을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 기판층은 BT 레진(Bismaleimide Triazine resin)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 패턴층은 PSR(Photoimageable Solder Resist) 잉크 또는 방열체 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 PSR 잉크는 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 어느 하나의 색상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 패턴층의 두께(t1)는 도전층(200)의 두께(t2)보다 작거나 또는 같은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기판층에 패턴층을 형성하여 LED 패키지의 본딩과정에서 솔더 페이스트로 인한 쇼트 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 PSR 잉크의 색상을 적색, 녹색, 청색으로 구성하여 사용용도에 따른 LED 패키지의 컬러 제어와 연색성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 LED 패키지에서 발생되는 열을 분산시켜 BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 낮은 방열 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 플립칩 본딩을 이용한 LED 패키지를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 LED 패키지를 나타낸 예시도.
도 3은 도 2에 따른 LED 패키지의 전극과 PSR 사이의 단차를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 LED 패키지의 다른 실시예를 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 패키지의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 패키지를 나타낸 예시도이고, 도 3은 도 2에 따른 LED 패키지의 전극과 PSR 사이의 단차를 나타낸 예시도이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 패키지는 인쇄회로기판 상에 부착되는 LED 패키지(500)를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 기판층(100)과, 도전층(200)과, 패턴층(300)을 포함하여 구성된다.
상기 기판층(100)은 절연성 재질로 이루어지고, 바람직하게는 BT 레진(Bismaleimide Triazine resin)으로 구성된다.
상기 BT 레진은 트리아진의 시아노기와 비스말레이드의 단말이중결합의 부가중합으로 얻어지는 열경화성 폴리이미드 수지의 총칭으로, 내열성, 유전특성, 절연특성, 내이동성 등이 우수하여 기판용으로 광범위하게 사용된다.
상기 도전층(200)은 기판층(100)상에 형성되고, LED 패키지(500)의 전극(520)과 접촉하는 회로 패턴이 형성되도록 한다.
또한, 상기 도전층(200)은 반사율이 증가될 수 있도록 표면에 반사도가 우수한 은(Ag), 은(Ag) 도금층, 은(Ag) 합금, 은(Ag) 합금층, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al) 합금, 알루미늄(Al) 합금층, 구리(Cu), 구리(Cu) 합금, 구리(Cu) 도금층, 구리(Cu) 합금층, 백금(Pt), 백금(Pt) 합금, 백금(Pt) 합금층, 금(Au), 금(Au) 도금층, 금(Au) 합금층, 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru) 및 로듐(Rh) 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치할 수 있다.
상기 패턴층(300)은 도전층(200)이 형성되지 않은 LED 패키지(500) 하부의 기판층(100)에 형성되어 본딩 과정에서 LED 패키지(500)가 틸트(Tilt)되거나 LED 패키지(500)가 뜨는 것을 방지할 수 있도록 하고, 상기 LED 패키지(500)에서 발광된 빛의 반사율이 증가될 수 있도록 하며, 상기 LED 패키지(500)에서 발생되는 열을 분산시켜 방열되도록 하는 구성으로서, PSR(Photoimageable Solder Resist) 잉크 및 방열체 중 적어도 하나로 이루어진다.
또한, 상기 패턴층(300)은 두께(t1)를 도전층(200)의 두께(t2)보다 작거나 또는 같은 두께를 갖도록 형성하여 본딩 과정에서 LED 패키지(500)가 틸트(Tilt)되거나 LED 패키지(500)가 뜨는 것을 방지할 수 있도록 한다.
상기 패턴층의 두께(t1)가 도전층(200)의 두께(t2)보다 두꺼우면 상기 LED 패키지(500)가 틸트될 수 있다.
또한, 상기 패턴층(300)은 도전층(200) 사이에 설치되어 솔더 페이스트가 흘러 도전층(200)이 쇼트(Short)되는 것을 방지한다.
또한, 상기 패턴층(300)은 PSR 잉크의 인쇄를 통해 설치될 수 있고, 상기 PSR 잉크의 색상을 백색으로 구성하여 LED 패키지(500)에서 발광된 빛의 반사율이 증가되도록 함으로써, 광효율이 향상될 수 있도록 한다.
또한, 상기 패턴층(300)은 PSR 잉크의 색상을 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색상을 갖도록 하여 LED 패키지(500)에서 출력된 빛과 상기 PSR 잉크의 색상과의 혼합을 통해 다양한 색을 갖도록 제어함으로써, 연색성을 제어할 수 있다.
즉 도 4(a) 내지 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 기판층(100)과 LED 패키지(500) 사이에 적색 PSR 패턴층(310), 녹색 PSR 패턴층(320), 청색 PSR 패턴층(330)을 설치함으로써, LED 패키지(500)에서 발광된 빛에 의한 연색성을 조절할 수 있다.
또한, 상기 패턴층(300)은 도금을 통해 방열체를 설치할 수 있고, 상기 방열체는 LED 패키지(500)의 하부에 설치되어 상기 LED 패키지(500)에서 발생되는 열을 흡수하여 분산시킴으로써, BT 레진을 이용한 기판층(100)의 낮은 방열특성을 향상시킬 수 있다.
즉 도 4(d)와 같이, 기판층(100)과 LED 패키지(500) 사이에 방열체(340)를 설치함으로써, 열분산을 통한 기판(100)의 방열특성이 개선될 수 있도록 한다.
상기 LED 패키지(500)는 일정 파장범위의 빛을 출력하는 LED 칩(510)과, 기판층(100)에 설치된 도전층(200)과 접촉하여 상기 LED 칩(510)으로 전원을 공급하는 전극(520)과, 상기 LED 칩(510)에서 발광되는 빛에 여기되어 일정 파장범위의 빛을 출력하는 형광체(530)로 이루어지고, 상기 LED 패키지(500)는 솔더 페이스트(400)를 통해 본딩된다.
따라서, 기판층에 패턴층을 형성하여 LED 패키지의 본딩과정에서 솔더 페이스트로 인한 쇼트 발생을 방지할 수 있고, PSR 잉크의 색상을 적색, 녹색, 청색으로 구성하여 사용용도에 따른 LED 패키지의 컬러 제어와 연색성을 향상시킬 수 있으며, LED 패키지에서 발생되는 열을 분산시켜 BT 레진을 이용한 인쇄회로기판의 낮은 방열 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 기판
200 : 도전층
300 : 패턴층
310 : 적색 PSR 패턴층
320 : 녹색 PSR 패턴층
330 : 청색 PSR 패턴층
340 : 방열체 패턴층
400 : 솔더 페이스트
500 : LED 패키지
510 : LED 칩
520 : 전극
530 : 형광층

Claims (5)

  1. 인쇄회로기판 상에 부착되는 LED 패키지(500)를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판은 기판층(100);
    상기 기판층(100)에 임의의 회로 패턴으로 형성되고, 상기 LED 패키지(500)의 전극(520)과 접촉하는 도전층(200);
    상기 LED 패키지(500)의 하부와 상기 도전층(200) 사이의 기판층(100)에 형성한 패턴층(300)을 포함하는 LED 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판층(100)은 BT 레진(Bismaleimide Triazine resin)으로 구성된 것을 특징으로 LED 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴층(300)은 PSR(Photoimageable Solder Resist) 잉크 및 방열체 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 PSR 잉크는 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 어느 하나의 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴층(300)의 두께(t1)는 도전층(200)의 두께(t2)보다 작거나 또는 같은 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
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