WO2011115457A2 - Ｌｅｄ 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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김영근
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Definitions

  • the present invention relates to an LED module and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an LED module and a method of manufacturing the LED module.
  • an LED device is assembled in a lead-frame type package and a phosphor is coated to manufacture individual LED devices, and the assembled device is surface-mounted on a PCB substrate to manufacture a lighting module.
  • this method has a disadvantage in that the heat generation characteristics of the LED device is lowered, the luminous efficiency is low, and the limitation of the size makes it difficult to make the brightness of the existing lighting bulb and the price cannot be lowered.
  • COB chip on board
  • the MCPCB has excellent thermal conductivity, but the price of the material itself is high, and facility investment, such as installing a mass production facility specially designed for mass production, must be followed. . Therefore, there is an evaluation that such a technology is inefficient in manufacturing a lighting LED module, and it is pointed out that it is not suitable as a lighting module due to its high price.
  • Some embodiments of the present invention can improve the light emitting efficiency of the device by improving the heat emission characteristics of the LED device in the manufacture of high-brightness LED module, high-brightness LED module at a low price and small size by manufacturing a low-brightness LED in the form of a module
  • An object of the present invention is to provide an LED module and a method of manufacturing the same.
  • some embodiments of the present invention can improve the light emission characteristics by manufacturing the reflecting plate on the individual LED device, and can be produced in a variety of forms of module LED module that enables the production of high-brightness LED for lighting having various functions And the purpose is to provide a method for producing the same.
  • some embodiments of the present invention provide a LED module and a method of manufacturing the same, which can significantly reduce the failure rate of the module due to the ease of mass production and significantly reduce the production cost due to the use of a semiconductor process. There is a purpose.
  • the LED module manufacturing method comprises the steps of forming an insulating film on the substrate, the first ground pad and the second ground pad separated from each other on the insulating film Forming a first separator filling a gap between the ground pads, a second separator stacked on one surface of the first ground pad, and a third separator stacked on one surface of the second ground pad, the upper portion of each separator Forming a first barrier rib layer having a predetermined height on the substrate; sputtering seed metal on a substrate on which the first barrier rib layer is formed; forming a second barrier rib layer having a predetermined height on an upper portion of the first barrier rib layer; and a second barrier rib Performing a metal plating process on the layered substrate to form a first mirror connected with the first ground pad and a second mirror connected with the second ground pad, and removing the first and second partition layers. Step, the first connecting the Zener diode in the mirror,
  • the LED module manufacturing method comprises the steps of inserting a zener diode in the substrate, forming an insulating film on the substrate, forming a first ground pad and a second ground pad separated from each other on the insulating film Forming a first separator filling a gap between the ground pads, a second separator stacked on one surface of the first ground pad, and a third separator stacked on one surface of the second ground pad, on top of each separator Forming a first partition wall layer having a predetermined height, sputtering seed metal on a substrate on which the first partition wall layer is formed, forming a second partition wall layer having a predetermined height on the first partition wall layer, and a second partition wall layer Performing a metal plating process on the formed substrate to form a first mirror connected to the first ground pad and a second mirror connected to the second ground pad, and removing the first and second partition layers. Connecting the LED on the second mirror and laminating the phosphor material to fill the
  • the LED module according to the third aspect of the present invention is a first ground pad and a second ground pad formed on the substrate on which the insulating film is formed, the first mirror pad, the first mirror and one surface connected to the first ground pad, the second ground pad And a second mirror having one side connected to the first mirror, a zener diode connected to the first mirror, an LED disposed on a portion of the second mirror, and a zener diode and a phosphor formed on the LED, the other side of the first mirror and the second The other surfaces of the mirrors are formed to face each other.
  • a high-brightness LED module in manufacturing a high-brightness LED module can improve the heat emission characteristics of the LED device to increase the luminous efficiency of the device, and to produce a low-brightness LED in the form of a module at a low price and small High brightness LED module can be manufactured.
  • FIG. 1A to 1H illustrate a method of manufacturing an LED module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of an LED module according to an embodiment of the invention.
  • 3A to 3C illustrate a method of manufacturing an LED module according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a flow chart of the LED module manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A to 1H illustrate a method of manufacturing an LED module according to an embodiment of the present invention.
  • the LED module may include a first ground pad 142, a second ground pad 144, and a first ground pad 142 that are separated from each other on the substrate 110 on which the insulating film 120 is formed.
  • the first mirror 182 connected to one surface, the second mirror 184 connected to the second ground pad 144, the zener diode 191 connected to the first mirror 182, and the second mirror 184 connected to the first mirror 182.
  • LED 192 disposed on a portion of the surface, the zener diode 191 and the phosphor 194 formed on the LED 192, the other surface of the first mirror 182 and the second mirror 184 The other surface may be formed to face each other.
  • the LED module manufacturing method will be described in more detail.
  • an insulating film 120 is formed on the substrate 110.
  • an Al metal is deposited on the Si substrate 110, and an aluminum oxide layer (AAO) formed with small nanopores of 5 nm or less is formed by anodizing, and silicon oxide (SiO 2) is formed.
  • the layer may be deposited using a plasma chemical vapor deposition device to fabricate an insulating film 120 for the LED module.
  • AAO aluminum oxide layer
  • SiO 2 silicon oxide
  • the ground pad 140 is formed on the insulating layer 120, but the first ground pad 142 and the second ground pad 144 are separated from each other.
  • the first ground pad 142 and the second ground pad 144 may be formed through the process of.
  • a pattern for manufacturing a ground pad is formed through a photo process. Then, the ground pad is manufactured by using Cu or Au by electroplating.
  • the separator 150 is formed, and the first separator 151 filling the gap between the ground pads 142 and 144 and the first stacked pads are stacked on one surface of the first ground pad 142.
  • a second separator 152 and a third separator 153 stacked on one surface of the second ground pad 144 are formed.
  • the first separator 151 to the third separator 153 may be formed by applying a polymer on the first ground pad 142 and the second ground pad 144.
  • the first barrier layer 160 having a predetermined height is formed on the separator 150.
  • the first barrier layer 160 is formed by stacking a first photoresist layer on the substrate 110 on which the separator 150 is formed, and exposing a portion of the first ground pad 142 and the second ground pad 144. It may be formed through a process of etching the first photoresist layer.
  • the seed metal 162 is sputtered on the substrate 110 on which the first partition wall layer 160 is formed.
  • a second partition wall 170 having a predetermined height is formed on the first partition wall layer 160.
  • a second photoresist layer is stacked on the substrate 110 on which sputtering is performed, and a portion of the first ground pad 142 and the second ground pad 144 is exposed, and on the first separation layer 151.
  • the second photoresist layer is etched such that the upper surface 164 of the formed first barrier layer 160 is covered by the second photoresist layer.
  • the second partition wall layer 170 may be formed such that the upper surface 164 of the first partition wall layer 160 formed on the first separation layer 151 is covered by the second partition wall layer 170.
  • the second barrier layer 170 is formed such that the top surfaces 166 and 168 of the first barrier layer 160 formed on the second and third separator 153 are partially exposed by the second barrier layer 170. can do. Through such a configuration, it is possible to prevent the mirror 180 from being formed around the first partition wall layer 160 formed on the first separator 151.
  • a metal plating process is performed on the substrate 110 on which the second partition wall layer 170 is formed, and thus the first mirror 182 and the first contacting surface are connected to the first ground pad 142.
  • the second mirror 184 is formed to be connected to the second ground pad 144.
  • the first mirror 182 and the second mirror 184 may be formed by electroplating Ni, Su, Cu, Au, Ag on the substrate 110 on which the second partition wall layer 170 is formed.
  • the mirror 180 as illustrated by the configuration of the first partition wall layer 160, the seed metal sputtered on the first partition wall layer 160, and the second partition wall layer 170 partially covering the sputtered seed metal. ) Structure can be formed.
  • the first barrier layer 160 and the second barrier layer 170 are removed.
  • the zener diode 191 is connected to the first mirror 182, and the LED 192 is connected to the second mirror 184. Then, Au wire bonding 193 is performed for the electrical wiring, and the phosphor 194 material is stacked to fill the space formed by the first mirror 182 and the second mirror 184.
  • FIGS. 1A-1H illustrates a cross-sectional view of an LED module manufactured through the process of FIGS. 1A-1H described above in accordance with one embodiment of the present invention.
  • LEDs having different color ranks can be combined in one module, so that an emotional lighting device using LEDs can be manufactured.
  • 3A to 3C illustrate a method of manufacturing an LED module according to another embodiment of the present invention.
  • a zener diode 191 may be inserted into the substrate 110 before the insulating layer 120 is formed on the substrate 110.
  • the inserted zener diode 191 may be positioned in the lower direction of the first mirror 182.
  • the process may be simplified, and a miniaturized LED module may be manufactured.
  • a driver IC 200 may be attached onto the insulating layer 120 of the LED module. That is, by attaching the driver IC 200 of the LED in the form of a bare (bare) and the wire bonding (wire bonding) on the completed LED module can increase the integration of the module.
  • the integrated passive device 210 may be integrated together on the insulating film 120.
  • the high brightness LED module not only can improve the luminous efficiency of the device by improving the heat dissipation characteristics of the LED device, but also can manufacture the high brightness LED module at low price and small size by manufacturing the low brightness LED in the form of a module. Can be.
  • Figure 4 is a flow chart of the LED module manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • an insulating film 120 is formed on the substrate 110 (S101).
  • the insulating layer 120 may be formed by forming an aluminum oxide layer on the substrate 110 and depositing a silicon oxide (SiO 2) layer on the aluminum oxide layer.
  • the zener diode 191 may be inserted before the step S101.
  • the first ground pad 142 and the second ground pad 144 separated from each other are formed on the insulating layer 120 (S111).
  • the seed metal may be sputtered on the insulating layer 120, and a photo process and a metal plating process for fabricating the first ground pad 142 and the second ground pad 144 may be performed.
  • Ti or Au can be used as a seed metal, and Cu or Au metal plating can be used for a metal plating process.
  • the first separator 151 filling the gap between the ground pads, the second separator 152 stacked on one surface of the first ground pad 142, and the first stacked layer on one surface of the second ground pad 144. 3 to form a separator 153 (S121).
  • the first separator 151 to the third separator 153 may be formed by applying a polymer on the first ground pad 142 and the second ground pad 144.
  • the first partition layer 160 having a predetermined height is formed on each separation membrane (S131).
  • the first barrier layer 160 is formed by stacking a first photoresist layer on a substrate 110 on which a separator is formed, and exposing a portion of the first ground pad 142 and the second ground pad 144. It may be formed through the process of etching the resist layer.
  • the seed metal is sputtered on the substrate 110 on which the first partition wall layer 160 is formed (S141).
  • a second partition wall 170 having a predetermined height is formed on the first partition wall layer 160 (S151).
  • the second partition wall layer 170 may be formed such that the upper surface 164 of the first partition wall layer 160 formed on the first separation layer 151 is covered by the second partition wall layer 170.
  • the second barrier layer 170 is formed such that the top surfaces 166 and 168 of the first barrier layer 160 formed on the second and third separator 153 are partially exposed by the second barrier layer 170. can do.
  • a metal plating process is performed on the substrate 110 on which the second barrier layer 170 is formed, and the first mirror 182 and the second ground pad 144 connected to the first ground pad 142 are connected to each other.
  • a second mirror 184 is formed (S161).
  • the first mirror 182 and the second mirror 184 may be formed by electroplating Ni, Su, Cu, Au, or Ag on the substrate 110 on which the second partition wall layer 170 is formed.
  • the zener diode 191 is connected to the first mirror 182, and the LED 192 is connected to the second mirror 184 (S181).
  • the phosphor 194 material is stacked to fill the space formed by the first mirror 182 and the second mirror 184 (S191).
  • the driver IC 200 and the integrated passive device 210 may be integrated together on the insulating film 120 of the LED module.

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Abstract

기판에 절연막을 형성하고, 절연막 상에 서로 분리된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하고, 접지 패드 간의 간격을 메꾸는 제 1 분리막, 제 1 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 2 분리막, 제 2 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 3 분리막을 형성하고, 각 분리막의 상부에 소정 높이의 제1격벽층을 형성하고, 제 1 격벽층이 형성된 기판에 시드금속을 스퍼터링하고, 제1격벽층의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층을 형성하고, 제 2 격벽층이 형성된 기판에 금속도금공정을 수행하여, 제 1 및 제 2 접지 패드와 접속되는 제1 및 제2 미러를 형성하고, 제 1 및 제 2 격벽층을 제거하고, 제1 및 제2 미러 상에 제너 다이오드 및 LED를 접속하고, 제 1 및 제2 미러에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체 물질을 적층한다.

Description

ＬＥＤ 모듈 및 그 제조 방법
본 발명은 LED 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, LED 모듈을 제조하는 LED 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 일반적인 LED 모듈 제조 방법은, 리드 피레임 형태의 패키지 안에 LED 소자를 조립하고 형광체를 도포시켜 개별 LED 소자를 제작하여 이 조립된 소자를 PCB 기판위에 표면 실장하여 조명용 모듈을 제작하고 있다.
그러나, 이 방법은 LED 소자의 발열 특성이 저하되어 발광효율이 낮고, 크기의 제약에 의해 기존 조명용 전구의 밝기를 만들기에는 한계가 있고 가격 또한 낮출 수 없는 단점이 있다.
또한, 이러한 단점을 극복하고자 MCPCB(Metal Core PCB) 기판을 이용하여 패키지를 없애고 MCPCB 기판에 직접 LED를 조립하는 COB(Chip on Board)형태의 기술이 알려져 있다.
그러나, 이러한 MCPCB는 열 전도도가 우수하나 소재 자체의 가격이 높고, 대량 생산을 위해 특별히 고안된 양산 시설을 설치하는 등의 시설투자가 뒤따라야 하며, MCPCB의 제작시 50um 이하의 미세 공정이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 이러한 기술은 조명용 LED 모듈을 제작하는데 있어서 효율성이 떨어진다는 평가가 있으며, 가격 또한 높아 조명용 모듈로는 적절치 못하다는 지적이 나오고 있다.
또한, 소자 자체의 발광 능력을 높이는 고효율 LED 단일칩의 연구가 진행되고 있으나 가격이 높고, 열 방출 특성을 향상시키기 위한 특별히 고안된 패키지를 사용하여야 하는 등의 문제점으로 크기도 줄일 수 없으며, 조립 가격 또한 매우 높은 단점이 지적되고 있다.
따라서, 보다 효율적인 LED 모듈 제조 방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 일부 실시예는 고휘도 LED 모듈을 제조함에 있어 LED 소자의 열 방출 특성을 향상시켜 소자의 발광효율을 높일 수 있으며, 저휘도의 LED를 모듈 형태로 제작하여 저렴한 가격과 소형으로 고휘도 LED 모듈을 제작할 수 있는 LED 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예는 개개의 LED 소자에 반사판을 제작하여 빛의 방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 다양한 형태의 모듈 제작이 가능하여 여러 기능을 갖는 조명용 고휘도 LED 제작을 가능하게 하는 LED 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 일부 실시예는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대량생산이 용이하여 모듈의 불량률을 현저하게 줄일 수 있으며, 생산단가 또한 획기적으로 줄일 수 있는 LED 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 LED 모듈 제조 방법은 기판에 절연막을 형성하는 단계, 절연막 상에 서로 분리된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하는 단계, 접지 패드 간의 간격을 메꾸는 제 1 분리막, 제 1 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 2 분리막, 제 2 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 3 분리막을 형성하는 단계, 각 분리막의 상부에 소정 높이의 제 1 격벽층을 형성하는 단계, 제 1 격벽층이 형성된 기판에 시드 금속을 스퍼터링하는 단계, 제 1 격벽층의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층을 형성하는 단계, 제 2 격벽층이 형성된 기판에 금속 도금 공정을 수행하여, 제 1 접지 패드와 접속되는 제 1 미러 및 제 2 접지 패드와 접속되는 제 2 미러를 형성하는 단계, 제 1 격벽층 및 제 2 격벽층을 제거하는 단계, 제 1 미러상에 제너 다이오드를 접속하고, 제 2 미러상에 LED를 접속하는 단계 및 제 1 미러 및 제 2 미러에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체 물질을 적층하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 LED 모듈 제조 방법은 기판에 제너 다이오드를 삽입하는 단계, 기판에 절연막을 형성하는 단계, 절연막 상에 서로 분리된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하는 단계, 접지 패드 간의 간격을 메꾸는 제 1 분리막, 제 1 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 2 분리막, 제 2 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 3 분리막을 형성하는 단계, 각 분리막의 상부에 소정 높이의 제 1 격벽층을 형성하는 단계, 제 1 격벽층이 형성된 기판에 시드 금속을 스퍼터링하는 단계, 제 1 격벽층의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층을 형성하는 단계, 제 2 격벽층이 형성된 기판에 금속 도금 공정을 수행하여, 제 1 접지 패드와 접속되는 제 1 미러 및 제 2 접지 패드와 접속되는 제 2 미러를 형성하는 단계, 제 1 격벽층 및 제 2 격벽층을 제거하는 단계, 제 2 미러상에 LED를 접속하는 단계 및 제 1 미러 및 제 2 미러에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체 물질을 적층하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 3 측면에 따른 LED 모듈은 절연막이 형성된 기판 상에 서로 분리되어 형성된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드, 제 1 접지패드와 일면이 접속된 제 1 미러, 제 2 접지패드와 일면이 접속된 제 2 미러, 제 1 미러에 접속된 제너 다이오드, 제 2 미러의 일부면상에 배치된 LED와, 제너 다이오드 및 LED 상에 형성된 형광체를 포함하되, 제 1 미러의 타면 및 제 2 미러의 타면은 서로 마주 보도록 형성된다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 고휘도 LED 모듈을 제조함에 있어 LED 소자의 열 방출 특성을 향상시켜 소자의 발광효율을 높일 수 있으며, 저휘도의 LED를 모듈 형태로 제작하여 저렴한 가격과 소형으로 고휘도 LED 모듈을 제작할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 개개의 LED 소자에 반사판을 제작하여 빛의 방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 다양한 형태의 모듈 제작이 가능하여 여러 기능을 갖는 조명용 고휘도 LED 제작을 가능하게 한다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 반도체 공정을 이용하기 때문에 대량생산이 용이하여 모듈의 불량률을 현저하게 줄일 수 있으며, 생산단가 또한 획기적으로 줄일 수 있다.
도 1a 내지 도 1h은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 제조 방법을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈의 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 모듈 제조 방법을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 제조 방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1a 내지 도 1h은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 제조 방법을 도시한다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈은 절연막(120)이 형성된 기판(110) 상에 서로 분리되어 형성된 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144), 제 1 접지패드(142)와 일면이 접속된 제 1 미러(182), 제 2 접지패드(144)와 일면이 접속된 제 2 미러(184), 제 1 미러(182)에 접속된 제너 다이오드(191), 제 2 미러(184)의 일부면상에 배치된 LED(192)와, 제너 다이오드(191) 및 LED(192) 상에 형성된 형광체(194)를 포함하되, 제 1 미러(182)의 타면 및 제 2 미러(184)의 타면은 서로 마주 보도록 형성될 수 있다. 이하, LED 모듈 제조 방법에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(110)에 절연막(120)을 형성한다. 구체적으로, Si 기판(110) 위에 Al 금속을 증착하고 양극산화 방식에 의해 5 nm 이하의 작은 나노 포어(pore)가 형성된 산화알루미늄층(AAO, Anodic Aluminum Oxide)을 형성하고, 산화 실리콘(SiO2) 층을 플라즈마 화학 기상 장치를 이용하여 증착하여 LED 모듈을 위한 절연막(120)을 제작할 수 있다. 이러한 절연막(120)을 제작하는 구체적인 내용은 본 출원인의 선행기술(특허등록번호 10-0899894)을 참조하기 바란다.
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 절연막(120) 상에 접지 패드(140)를 형성하되, 서로 분리된 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)를 형성한다. 여기서, 절연막(120) 상에 시드 금속을 스퍼터링(sputtering)하고, 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)의 제작을 위한 포토레지스트 층(130)을 이용한 포토 공정 및 금속 도금 공정을 진행하는 과정을 통해 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)가 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 전기 도금을 위한 시드 금속인 Ti 또는 Au를 스퍼터링하고 감광막을 도포한 후, 포토 공정을 통해 접지 패드 제작을 위한 패턴을 형성한다. 그리고, 전기 도금으로 접지 패드를 Cu 또는 Au를 이용하여 제작한다.
다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이 분리막(150)을 형성하되, 접지 패드(142, 144) 간의 간격을 메우는 제 1 분리막(151), 제 1 접지 패드(142)의 일면상에 적층되는 제 2 분리막(152), 제 2 접지 패드(144)의 일면상에 적층되는 제 3 분리막(153)을 형성한다.
여기서, 제 1 분리막(151) 내지 제 3 분리막(153)은 상기 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144) 상에 폴리머를 도포하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 분리막(150)의 상부에 소정 높이의 제 1 격벽층(160)을 형성한다. 여기서, 제 1 격벽층(160)은 분리막(150)이 형성된 기판(110)에 제 1 포토레지스트 층을 적층하고, 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)의 일부가 노출되도록 제 1 포토레지스트 층을 식각하는 과정을 통해 형성될 수 있다.
그리고, 도 1e에 도시된 바와 같이, 제 1 격벽층(160)이 형성된 기판(110)에 시드 금속(162)을 스퍼터링한다.
또한, 도 1f에 도시된 바와 같이, 제 1 격벽층(160)의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층(170)을 형성한다. 구체적으로, 스퍼터링이 수행된 기판(110)에 제 2 포토레지스트 층을 적층하고, 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)의 일부가 노출되고, 제 1 분리막(151) 상에 형성된 제 1 격벽층(160)의 상면(164)이 제 2 포토레지스트 층에 의해 모두 커버되도록 제 2 포토레지스트 층을 식각한다.
여기서, 제 1 분리막(151) 상에 형성된 제 1 격벽층(160)의 상면(164)이 제 2 격벽층(170)에 의해 모두 커버되도록 제 2 격벽층(170)을 형성할 수 있다. 또한, 제 2 및 제 3 분리막(153) 상에 형성된 제 1 격벽층(160)의 상면(166, 168)이 제 2 격벽층(170)에 의해 일부 노출되도록 제 2 격벽층(170)을 형성할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 제 1 분리막(151) 상에 형성된 제 1 격벽층(160)의 주변에 미러(180)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 1g에 도시된 바와 같이, 제 2 격벽층(170)이 형성된 기판(110)에 금속 도금 공정을 수행하여, 제 1 접지 패드(142)와 접속되는 제 1 미러(182) 및 제 2 접지 패드(144)와 접속되는 제 2 미러(184)를 형성한다. 여기서, 제 1 미러(182) 및 제 2 미러(184)는 제 2 격벽층(170)이 형성된 기판(110)에 Ni, Su, Cu, Au, Ag를 전기 도금하여 형성될 수 있다.
이를 통해, 제 1 격벽층(160), 제 1 격벽층(160)에 스퍼터링된 시드 금속, 스퍼터링된 시드 금속을 일부 커버하는 제 2 격벽층(170)의 구성에 의하여 도시된 바와 같은 미러(180) 구조를 형성시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 1h에 도시된 바와 같이, 제 1 격벽층(160) 및 제 2 격벽층(170)을 제거한다.
그리고, 제 1 미러(182)상에 제너 다이오드(191)를 접속하고, 제 2 미러(184)상에 LED(192)를 접속한다. 그리고, 전기 배선을 위한 Au 와이어 본딩(wire bonding)(193)을 진행하고, 제 1 미러(182) 및 제 2 미러(184)에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체(194) 물질을 적층한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상술된 도 1a 내지 도 1h의 과정을 통해 제조된 LED 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이 상술된 과정을 통해 제조된 LED 모듈에 있어서, 개개의 LED 소자에 반사판을 제작하여 빛의 방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 다양한 형태의 모듈 제작이 가능하여 여러 기능을 갖는 조명용 고휘도 LED 제작을 가능하게 한다.
그리고, 반도체 공정을 이용하기 때문에 대량생산이 용이하여 모듈의 불량률을 현저하게 줄일 수 있으며 생산단가 또한 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 다양한 종류의 컬러 랭크(color rank)가 다른 LED를 하나의 모듈안에 조합할 수 있어 LED를 이용한 감성조명 장치가 제작 가능하게 된다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 모듈 제조 방법을 도시한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(110)에 절연막(120)을 형성하기에 앞서서 기판(110)에 제너 다이오드(191)를 삽입할 수 있다. 여기서, 삽입된 제너 다이오드(191)는 제 1 미러(182)의 하단 방향에 위치될 수 있다. 이와 같이, 제너 다이오드(191)를 먼저 삽입하면 공정을 보다 간단하게 할 수 있으며, 소형화된 LED 모듈 제작이 가능하다.
그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, LED 모듈의 절연막(120) 상에 드라이버 IC(Integrated Circuit)(200)를 부착할 수 있다. 즉, 제작이 완료된 LED 모듈 위에 LED 의 드라이버 IC(200)를 베어(bare) 형태로 부착하고 와이어 본딩(wire bonding)을 진행하면 모듈의 집적도를 높일 수 있다.
그리고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 절연막(120) 상에 집적 수동소자(210)를 함께 집적할 수도 있다.
이와 같이, 고휘도 LED 모듈을 제조함에 있어 LED 소자의 열 방출 특성을 향상시켜 소자의 발광효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 저휘도의 LED를 모듈 형태로 제작하여 저렴한 가격과 소형으로 고휘도 LED 모듈을 제작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 제조 방법의 순서도이다.
먼저, 기판(110)에 절연막(120)을 형성한다(S101). 여기서, 기판(110) 상에 산화알루미늄층을 형성하고, 산화알루미늄층 상단에 산화 실리콘(SiO2) 층을 증착하는 과정을 거쳐 절연막(120)을 형성할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서는 본 단계(S101)에 앞서서 제너 다이오드(191)가 삽입될 수 있다.
다음으로, 절연막(120) 상에 서로 분리된 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)를 형성한다(S111). 여기서, 절연막(120) 상에 시드 금속을 스퍼터링하고, 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)의 제작을 위한 포토 공정 및 금속 도금 공정을 진행할 수 있다. 그리고, 시드 금속으로 Ti 또는 Au를 사용하고, 금속 도금 공정에 Cu 또는 Au 금속 도금를 이용할 수 있다.
다음으로, 접지 패드 간의 간격을 메우는 제 1 분리막(151), 제 1 접지 패드(142)의 일면상에 적층되는 제 2 분리막(152), 제 2 접지 패드(144)의 일면상에 적층되는 제 3 분리막(153)을 형성한다(S121). 여기서 제 1 분리막(151) 내지 제 3 분리막(153)은 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144) 상에 폴리머를 도포하여 형성될 수 있다.
다음으로, 각 분리막의 상부에 소정 높이의 제 1 격벽층(160)을 형성한다(S131). 여기서, 제 1 격벽층(160)은 분리막이 형성된 기판(110)에 제 1 포토레지스트 층을 적층하고, 제 1 접지 패드(142) 및 제 2 접지 패드(144)의 일부가 노출되도록 제 1 포토레지스트 층을 식각하는 과정을 통해 형성될 수 있다.
다음으로, 제 1 격벽층(160)이 형성된 기판(110)에 시드 금속을 스퍼터링한다(S141).
다음으로, 제 1 격벽층(160)의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층(170)을 형성한다(S151). 여기서, 제 1 분리막(151) 상에 형성된 제 1 격벽층(160)의 상면(164)이 제 2 격벽층(170)에 의해 모두 커버되도록 제 2 격벽층(170)을 형성할 수 있다. 또한, 제 2 및 제 3 분리막(153) 상에 형성된 제 1 격벽층(160)의 상면(166, 168)이 제 2 격벽층(170)에 의해 일부 노출되도록 제 2 격벽층(170)을 형성할 수 있다.
다음으로, 제 2 격벽층(170)이 형성된 기판(110)에 금속 도금 공정을 수행하여, 제 1 접지 패드(142)와 접속되는 제 1 미러(182) 및 제 2 접지 패드(144)와 접속되는 제 2 미러(184)를 형성한다(S161). 제 1 미러(182) 및 제 2 미러(184)는 제 2 격벽층(170)이 형성된 기판(110)에 Ni, Su, Cu, Au 또는 Ag를 전기 도금하여 형성될 수 있다.
다음으로, 제 1 격벽층(160) 및 제 2 격벽층(170)을 제거한다(S171).
다음으로, 제 1 미러(182)상에 제너 다이오드(191)를 접속하고, 제 2 미러(184)상에 LED(192)를 접속한다(S181).
다음으로, 제 1 미러(182) 및 제 2 미러(184)에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체(194) 물질을 적층한다(S191).
한편, 다른 실시예에서 LED 모듈의 절연막(120) 상에 드라이버 IC(200) 및 집적 수동소자(210)가 함께 집적될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. LED 모듈 제조 방법에 있어서,
    기판에 절연막을 형성하는 단계,
    상기 절연막 상에 서로 분리된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하는 단계,
    상기 접지 패드 간의 간격을 메꾸는 제 1 분리막, 상기 제 1 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 2 분리막, 상기 제 2 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 3 분리막을 형성하는 단계,
    상기 각 분리막의 상부에 소정 높이의 제 1 격벽층을 형성하는 단계,
    상기 제 1 격벽층이 형성된 기판에 시드 금속을 스퍼터링하는 단계,
    상기 제 1 격벽층의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층을 형성하는 단계,
    상기 제 2 격벽층이 형성된 기판에 금속 도금 공정을 수행하여, 상기 제 1 접지 패드와 접속되는 제 1 미러 및 상기 제 2 접지 패드와 접속되는 제 2 미러를 형성하는 단계,
    상기 제 1 격벽층 및 제 2 격벽층을 제거하는 단계,
    상기 제 1 미러상에 제너 다이오드를 접속하고, 상기 제 2 미러상에 LED를 접속하는 단계 및
    상기 제 1 미러 및 제 2 미러에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체 물질을 적층하는 단계
    를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽층을 형성하는 단계는
    상기 분리막이 형성된 기판에 제 1 포토레지스트 층을 적층하는 단계 및
    상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드의 일부가 노출되도록 상기 제 1 포토레지스트 층을 식각하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 격벽층을 형성하는 단계는
    상기 제 1 분리막 상에 형성된 제 1 격벽층의 상면이 상기 제 2 격벽층에 의해 모두 커버되도록 하는 LED 모듈 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 격벽층을 형성하는 단계는
    상기 제 2 및 제 3 분리막 상에 형성된 제 1 격벽층의 상면이 상기 제 2 격벽층에 의해 일부 노출되도록 하는 LED 모듈 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 격벽층을 형성하는 단계는
    상기 스퍼터링이 수행된 기판에 제 2 포토레지스트 층을 적층하는 단계 및
    상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드의 일부가 노출되고, 상기 제 1 분리막 상에 형성된 제 1 격벽층의 상면이 상기 제 2 포토레지스트 층에 의해 모두 커버되도록 상기 제 2 포토레지스트 층을 식각하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는
    상기 기판 상에 산화알루미늄층(AAO, Anodic Aluminum Oxide)을 형성하고, 상기 산화알루미늄층 상단에 산화 실리콘(SiO2) 층을 증착하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하는 단계는
    상기 절연막 상에 시드 금속을 스퍼터링하고, 상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드의 제작을 위한 포토 공정 및 금속 도금 공정을 진행하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 시드 금속으로 Ti 또는 Au를 사용하고, 상기 금속 도금 공정에 Cu 또는 Au 금속 도금를 이용하는 것인 LED 모듈 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분리막 내지 제 3 분리막은
    상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드 상에 폴리머를 도포하여 형성되는 것인 LED 모듈 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 미러 및 제 2 미러는
    상기 제 2 격벽층이 형성된 기판에 Ni, Su, Cu, Au 및 Ag 중 하나 이상을 전기 도금하여 형성되는 것인 LED 모듈 제조 방법.
  11. LED 모듈 제조 방법에 있어서,
    기판에 제너 다이오드를 삽입하는 단계,
    상기 기판에 절연막을 형성하는 단계,
    상기 절연막 상에 서로 분리된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하는 단계,
    상기 접지 패드 간의 간격을 메꾸는 제 1 분리막, 상기 제 1 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 2 분리막, 상기 제 2 접지 패드의 일면상에 적층되는 제 3 분리막을 형성하는 단계,
    상기 각 분리막의 상부에 소정 높이의 제 1 격벽층을 형성하는 단계,
    상기 제 1 격벽층이 형성된 기판에 시드 금속을 스퍼터링하는 단계,
    상기 제 1 격벽층의 상부에 소정 높이의 제 2 격벽층을 형성하는 단계,
    상기 제 2 격벽층이 형성된 기판에 금속 도금 공정을 수행하여, 상기 제 1 접지 패드와 접속되는 제 1 미러 및 상기 제 2 접지 패드와 접속되는 제 2 미러를 형성하는 단계,
    상기 제 1 격벽층 및 제 2 격벽층을 제거하는 단계,
    상기 제 2 미러상에 LED를 접속하는 단계 및
    상기 제 1 미러 및 제 2 미러에 의하여 형성된 공간이 채워지도록 형광체 물질을 적층하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 삽입된 제너 다이오드는 상기 제 1 미러의 하단 방향에 위치되는 것인 LED 모듈 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽층을 형성하는 단계는
    상기 분리막이 형성된 기판에 제 1 포토레지스트 층을 적층하는 단계와, 상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드의 일부가 노출되도록 상기 제 1 포토레지스트 층을 식각하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 격벽층을 형성하는 단계는
    상기 스퍼터링이 수행된 기판에 제 2 포토레지스트 층을 적층하는 단계와, 상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드의 일부가 노출되고, 상기 제 1 분리막 상에 형성된 제 1 격벽층의 상면이 상기 제 2 포토레지스트 층에 의해 모두 커버되도록 하고, 상기 제 2 및 제 3 분리막 상에 형성된 제 1 격벽층의 상면이 상기 제 2 격벽층에 의해 일부 노출되도록 상기 제 2 포토레지스트 층을 식각하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는
    상기 기판 상에 산화알루미늄층(AAO, Anodic Aluminum Oxide)을 형성하고, 상기 산화알루미늄층 상단에 산화 실리콘(SiO2) 층을 증착하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드를 형성하는 단계는
    상기 절연막 상에 Ti 또는 Au 시드 금속을 스퍼터링하고, 상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드의 제작을 위한 포토 공정 및 Cu 또는 Au를 이용한 금속 도금 공정을 진행하는 단계를 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 분리막 내지 제 3 분리막은
    상기 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드 상에 폴리머를 도포하여 형성되고,
    상기 제 1 미러 및 제 2 미러는
    상기 제 2 격벽층이 형성된 기판에 Ni, Su, Cu, Au 및 Ag 중 하나 이상을 전기 도금하여 형성되는 것인 LED 모듈 제조 방법.
  16. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 절연막 상에 드라이버 IC(Integrated Circuit)를 접속시키는 단계를 더 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  17. 제 1 항, 제 11 항 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연막 상에 집적 수동소자를 접속시키는 단계를 더 포함하는 LED 모듈 제조 방법.
  18. LED 모듈에 있어서,
    절연막이 형성된 기판 상에 서로 분리되어 형성된 제 1 접지 패드 및 제 2 접지 패드,
    상기 제 1 접지패드와 일면이 접속된 제 1 미러,
    상기 제 2 접지패드와 일면이 접속된 제 2 미러,
    상기 제 1 미러에 접속된 제너 다이오드,
    상기 제 2 미러의 일부면상에 배치된 LED와,
    상기 제너 다이오드 및 LED 상에 형성된 형광체를 포함하되,
    상기 제 1 미러의 타면 및 제 2 미러의 타면은 서로 마주 보도록 형성된 LED 모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 접속된 제너 다이오드는 상기 제 1 미러의 하단 방향에 위치되는 LED 모듈.
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