WO2012023764A2 - Led 모듈 제조방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an LED module, and more particularly, to a method for manufacturing an LED module for use in other applications by changing the color coordinates and color temperature using a primarily manufactured LED package.
  • LED is a kind of semiconductor device that converts electrical energy into light energy using the characteristics of compound semiconductor. LED is currently used for lighting and display, and its application area is becoming wider, and color coordinates and color temperature used are determined according to its use.
  • the LED module (or package) used in the backlight unit (back light unit) in a display device such as an LCD has been defined so that the color temperature has a range of 10000 ⁇ 16000 ° K (Kelvin temperature). This is to achieve a color closest to the natural color.
  • the LED module or package for the backlight unit mounts the LED chip 50 on the die pad 20 of the housing 10 of the injection molded product in which the lead frames 20 and 30 are inserted.
  • the LED chip 50 is mounted on the printed circuit board provided in the housing 10.
  • the LED chip 50 is electrically connected to the lead 30 for the lead frame of the lead frame or the electrode on the printed circuit board and wire bonding through the wire 40.
  • the LED chip 50 includes a wire bonding type and a flip chip type.
  • the phosphor is suitably blended with a silicone-type epoxy having excellent transmission characteristics and subjected to a degassing process to remove microbubbles, and the LED chip 50 is mounted thereon. It is applied to the inside of the housing (10). Thereafter, a cure process (or drying process) is performed to complete the LED package.
  • the LED package manufactured through the above-described manufacturing process is used as an LED module for the backlight unit, which undergoes a final inspection before use.
  • the final inspection process only the LED module (or package) that meets the standard is selected through inspection of the color temperature, brightness (brightness), color coordinates, and operating voltage of the LED package, and the rest is processed badly.
  • an LED package used in a back light unit is treated as a failure when any one of luminance, color temperature, operating voltage, and color coordinate is out of specification.
  • LED packages that are treated as defective have a high color temperature and cannot be used for other purposes. Typically, about 10% of the LED packages manufactured for the backlight are disposed of as defective. In addition, most of such defects are not a problem of the LED chip itself, but are mostly generated immediately before the final product such as after the application of phosphors. There is a big loss in the process.
  • Another object of the present invention to provide an LED module manufacturing method that can recycle the LED package for backlight.
  • Another object of the present invention is to provide a LED module manufacturing method that can be recycled for lighting or advertising by changing the color temperature and color coordinates of the LED package having a range of color temperature and color coordinates.
  • the LED module manufacturing method the LED chip is mounted in the housing, the first phosphor is coated in the housing in which the LED chip is mounted Preparing a first package having color coordinates of blue or white series and having a color temperature of 10000 to 16000 ° K (Kelvin temperature); Performing a plasma cleaning process to remove water, an oxide film, and a foreign substance on the upper surface of the first phosphor of the first package; And applying a second phosphor to an upper surface of the first phosphor of the first package in which the plasma cleaning process is performed, thereby forming a second package having a color temperature and a color coordinate of the first package changed.
  • the second phosphor may have a coating amount or a mixing ratio with the translucent epoxy resin corresponding to the level of the rated voltage of the first package.
  • the plasma cleaning process may be a process of cleaning or etching the upper surface of the first phosphor of the first package by using plasma in a vacuum or atmospheric pressure state.
  • the present invention there is an effect that can be recycled for lighting or advertising by changing the color temperature and color coordinates of the LED package for backlight or LED package having a certain range of color temperature and color coordinates or other uses.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process and structure of a conventional LED package for backlight
  • FIG. 2 is a process sequence cross-sectional view showing a manufacturing method of the LED module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a process sequence cross-sectional view showing a LED module manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the first package is manufactured as follows.
  • the LED chip 150 is mounted on the die pad 120 of the housing 110 of the injection molded product in which the lead frames 20 and 30 are inserted.
  • the LED chip 150 may be mounted on a printed circuit board provided in the housing 110.
  • the LED chip 150 is electrically connected to the lead 130 for the lead frame or the electrode on the printed circuit board by various methods such as wire bonding, which is an electrical connection method through the wire 140.
  • the LED chip 50 includes a wire bonding type and a flip chip type.
  • the mounting method of the LED chip 150 various methods well known to those skilled in the art may be used.
  • the method of mounting the LED chip 150 may be variously changed according to the structure of the LED chip 150.
  • the LED chip 150 When the LED chip 150 is mounted in the housing 110, the LED chip 150 is mounted through a degassing process of appropriately blending a first phosphor with a silicone-type epoxy having excellent transmission characteristics and removing microbubbles. The inside of the housing 110 is applied. Thereafter, the first package is completed by performing a cure process (or drying process).
  • the first package may be manufactured and used through the process as described above. However, most of the first packages are manufactured as LED module for backlight unit, but LED package which has excellent characteristics of LED chip itself among LED packages processed as defective through inspection of color temperature, brightness (brightness), color coordinate, operating voltage, etc. Can be used.
  • the first package may include all of the LED packages generally belonging to or similar to the scope of the standard well known as LED package specifications for backlight units to those skilled in the art to which the present invention pertains.
  • the LED package for the backlight unit may include all LED packages manufactured for other purposes.
  • a plasma cleaning process is performed to remove moisture, an oxide layer, and a foreign substance on an upper surface of the first phosphor 160 of the first package.
  • the first package contains water, an oxide film, and foreign matter on the surface. Therefore, if the moisture, the oxide film, and the foreign matters are not removed, the adhesive property is bad and bubbles are generated when the second phosphor is applied in a subsequent process, which may cause a problem in product reliability of the LED module. Therefore, the plasma cleaning process removes moisture, oxide film, foreign matter, etc. on the surface of the first package.
  • the light-transmissive epoxy eg, silicone epoxy
  • the sticky epoxy causes defects or sticks to each other when a plurality of first packages are present. Symptoms may occur. Therefore, when the plasma cleaning process is performed, various defects may be solved due to sticking phenomenon or sticky epoxy between the first packages.
  • the plasma cleaning process uses a plasma (for example, a plasma composed of argon (Ar), neon (Ne), nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 )) in a vacuum or atmospheric pressure state on the surface of the first package.
  • a plasma for example, a plasma composed of argon (Ar), neon (Ne), nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 )
  • the surface of the first package is cleaned or etched to perform a cleaning process.
  • Plasma conditions are applied differently depending on the surface characteristics of the first package, but in general, a method of performing a cleaning process using plasma in a vacuum state for about 10 seconds or less may be used.
  • a second phosphor 170 is coated on an upper surface of the first phosphor 160 of the first package in which the plasma cleaning process is performed, and color temperature and color coordinates of the first package are obtained.
  • the changed second package is formed.
  • the epoxy resin may be a silicone epoxy resin.
  • the epoxy resin may be used a silicone epoxy resin.
  • the epoxy resin may be a silicone epoxy resin.
  • the second phosphor 170 mixed at a ratio of 7: 3 to 10 to 25% by weight based on the weight of the translucent epoxy resin, and is formed to have a color temperature of 4700 to 5700 ° K by coating and drying. Can be.
  • the epoxy resin may be a silicone epoxy resin.
  • the epoxy resin may be a silicone epoxy resin.
  • the first phosphor 160 and the second phosphor 170 may mean only the phosphor itself, or may mean a phosphor mixture in which a translucent epoxy resin and a phosphor are mixed.
  • the coating amount (coating thickness) of the second phosphor 170 or the mixing ratio with the translucent epoxy resin may vary slightly depending on the level of the rated voltage of the first package.
  • the rated voltage is a reference voltage to be supplied to maintain normal operation, and may be a concept including an operating voltage or an operating voltage of the LED chip.
  • the coating amount may be varied when the second phosphor 170 is applied. .
  • different mixing ratios with the translucent epoxy resin may be applied.
  • the rated voltages of the prepared first packages are 3.0 V, 3.1 V, 3.2 V, 3.3. Suppose that it is divided by V, etc. At this time, even if the rated voltages of the first package are different from each other, if all of the second phosphors 170 are applied in the same manner, the range of color coordinates or color temperature of the manufactured second packages may be different.
  • the same range by slightly varying the application amount of the second phosphor 170, or by varying the mixing ratio with the translucent epoxy resin It is possible to configure the second package to have a color coordinate and color temperature of. That is, even if the level of the rated voltage is different from each other, it is possible to configure a second package having the same color coordinates and color temperature using the second phosphor 170.
  • the second package may be subjected to a plasma cleaning process after application of the second phosphor 170.
  • Translucent epoxy eg, silicone epoxy
  • the second package may be subjected to a plasma cleaning process after application of the second phosphor 170.
  • Translucent epoxy eg, silicone epoxy
  • the second phosphor 170 has a slight stickiness, and thus a small amount of epoxy sticks to the nozzle to be inspected during the inspection for the subsequent test. If the adhesion is caused or a plurality of second packages are present may stick together.
  • the plasma cleaning process may be performed after the coating and curing process of the second phosphor 170 is performed.
  • the plasma cleaning process it is possible to solve a variety of defects caused by the adhesion between the packages or epoxy stuck to the nozzle during the test.
  • the plasma cleaning process may include plasma (eg, argon (Ar), neon (Ne), nitrogen (N 2 ), and oxygen (N 2 )) in a vacuum or atmospheric pressure state on the surface of the second package on which the second phosphor 170 is applied.
  • a cleaning process is performed by cleaning or etching the surface of the second package using a plasma composed of O 2 ).
  • Plasma conditions are applied differently depending on the surface characteristics of the second package, but in general, a method of performing a cleaning process using plasma in about 10 seconds or less in a vacuum state may be used.
  • the LED package manufactured for the backlight unit or for other uses can be recycled for lighting or advertising, the manufacturing cost of the lighting advertising package or module can be reduced, and the effect of resource saving have.

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Abstract

본 발명은 LED 모듈 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 LED모듈 제조방법은, 하우징 내부에 LED칩이 실장되고, 상기 LED 칩이 실장된 하우징 내부에 제1형광체가 도포되며, 청색 또는 백색계열의 색좌표를 가지고, 10000~16000°K(캘빈온도)의 색온도를 가지는 제1패키지를 준비하는 단계와; 상기 제1패키지의 상기 제1형광체 상부면의 수분, 산화막 및 이물질 제거를 위해 플라즈마 클리닝(cleaning) 공정을 수행하는 단계와; 상기 플라즈마 클리닝 공정이 수행된 상기 제1패키지의 상기 제1형광체의 상부면에 제2형광체를 도포하여, 상기 제1패키지의 색온도 및 색좌표를 변화시킨 제2패키지를 형성하는 단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 형광체를 이용한 색온도 및 색좌표 변경을 통해 LED 패키지의 재활용이 가능하며, 조명용 또는 광고용 LED 모듈의 제조비용을 절감할 수 있다.

Description

LED 모듈 제조방법
본 발명은 LED 모듈 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 1차적으로 제조된 LED 패키지를 이용해, 색좌표 및 색온도를 변화시켜 다른 용도로 사용하기 위한 LED 모듈 제조방법에 관한 것이다.
LED는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 변환시키는 반도체 소자의 일종이다. LED는 현재 조명이나 디스플레이용으로 사용되고 있으며, 그 활용영역은 넓어지고 있는 추세에 있으며, 그 용도에 따라 사용되는 색좌표나 색온도가 정해져 있다.
특히 LCD 등의 디스플레이 장치에 백라이트 유닛(back light unit)에 사용되는 LED 모듈(또는 패키지)은 색온도가 10000~16000°K(캘빈온도)의 범위를 가지도록 규격이 정해져 있다. 이는 자연색과 가장 근접한 색을 구현하기 위한 것이다.
백라이트 유닛에 사용되기 위한 LED 모듈(또는 패키지)의 제조방법을 도 1을 통해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛을 위한 LED 모듈 또는 패키지는 리드프레임(20,30)이 삽입된 사출물의 하우징(10)의 다이패드(20)에 LED칩(50)을 실장한다. 또는 하우징(10) 내부에 구비되는 인쇄회로기판 상에 LED 칩(50)을 실장한다. 상기 LED칩(50)은 리드프레임의 전극용 리드(30)나 인쇄회로기판 상의 전극과 와이어(40)를 통한 와이어 본딩 등의 다양한 방법으로 전기적으로 연결된다. 여기서 LED 칩(50)은 와이어 본딩(Wire bonding) 타입 및 플립칩(flip chip) 타입을 포함한다.
상기 하우징(10) 내부에 LED 칩(50)이 실장되면, 형광체를 투과특성이 우수한 실리콘류 에폭시와 적당하게 배합하고 미세기포를 제거하는 탈포 공정을 거쳐, 상기 LED 칩(50)이 실장된 상기 하우징(10) 내부에 도포한다. 이후에 큐어(cure) 공정(또는 건조공정)을 수행하여 LED 패키지를 완성하게 된다.
상술한 제조공정을 통해 제조된 LED 패키지는 백라이트 유닛용 LED 모듈로 사용되는데, 사용전에 최종검사과정을 거친다. 최종검사과정은 LED 패키지의 색온도, 휘도(밝기), 색좌표, 동작전압 등에 대한 검사를 거쳐 규격에 맞는 LED 모듈(또는 패키지) 만을 선별하고, 나머지는 불량처리하게 된다.
즉 백 라이트유닛(back light unit)에 사용되는 LED 패키지는 휘도, 색온도, 동작전압 및 색좌표 등 중 어느 하나가 규격에서 벗어나는 경우 불량으로 취급된다.
불량으로 처리되는 LED 패키지는 색온도가 높아 다른 용도로 사용이 불가능하여 대부분 폐기처분되는 실정에 있다. 통상적으로 백라이트용으로 제조되는 LED 패키지의 10% 정도가 불량으로 폐기처분되는 상태에 있다. 또한, 이와 같은 불량의 대부분은 LED 칩 자체의 문제가 아니라 형광체 등의 도포 후 등 최종제품 직전에 발생되는 것이 대부분이어서, LED칩의 특성이 우수함에도 형광체 등의 도포 불량 등에 의해 불량으로 폐기처분되고 있어 공정상 손실이 크다.
따라서, 백라이트 유닛용 LED 패키지를 위해 제조되었으나 불량으로 처리된 LED 패키지에 대하여 재활용의 필요성이 제기되고 있으나, 광이 청색에 가까운 백색을 가지고 있어 사람이 보기에는 피로감이 높고, 조명용이나 광고용으로 사용시 제품의 색이 왜곡되어 보이는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 LED 모듈 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 백라이트 용 LED 패키지를 재활용할 수 있는 LED 모듈 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일정범위의 색온도 및 색좌표를 가지는 LED 패키지의 색온도 및 색좌표를 변화시켜 조명용 또는 광고용으로 재활용할 수 있는 LED 모듈 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 LED모듈 제조방법은, 하우징 내부에 LED칩이 실장되고, 상기 LED 칩이 실장된 하우징 내부에 제1형광체가 도포되며, 청색 또는 백색계열의 색좌표를 가지고, 10000~16000°K(캘빈온도)의 색온도를 가지는 제1패키지를 준비하는 단계와; 상기 제1패키지의 상기 제1형광체 상부면의 수분, 산화막 및 이물질 제거를 위해 플라즈마 클리닝(cleaning) 공정을 수행하는 단계와; 상기 플라즈마 클리닝 공정이 수행된 상기 제1패키지의 상기 제1형광체의 상부면에 제2형광체를 도포하여, 상기 제1패키지의 색온도 및 색좌표를 변화시킨 제2패키지를 형성하는 단계를 구비한다.
상기 제1패키지는 X=0.2650~0.2840 및 Y=0.2190~0.2745의 색좌표를 가질 수 있다.
상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~20중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 7000~8000°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 15~25중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 6000~7000°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 25~30중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 4700~5700°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 형광체와 X=0.545및 Y=0.455의 색좌표를 가지는 형광체를 특정비율로 혼합한 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~25중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 4700~5700°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제2패키지는, X=0.545 및 Y=0.455의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~20중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 2300~3300°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제2형광체는, 상기 제1패키지의 정격전압의 레벨에 대응하여 도포량 또는 상기 투광성 에폭시 수지와의 혼합비율을 달리할 수 있다.
상기 플라즈마 클리닝 공정은, 진공 또는 대기압 상태에서 플라즈마를 사용하여, 일정시간동안 상기 제1패키지의 상기 제1형광체 상부면에 대한 세정 또는 에칭을 수행하는 공정일 수 있다.
본 발명에 따르면, 일정범위의 색온도 및 색좌표를 가지는 백라이트 용 LED 패키지 또는 다른 용도로 제조된 LED패키지의 색온도 및 색좌표를 변화시켜 조명용 또는 광고용으로 재활용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 조명용 광고용 패키지 또는 모듈의 제조비용을 절감할 수 있고, 자원절약의 효과가 있다.
도 1은 종래의 백라이트 용 LED 패키지의 제조공정 및 구조를 설명하기 위한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈의 제조방법을 나타낸 공정 순서 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 제조방법을 나타낸 공정 순서 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 하우징(110) 내부에 LED칩(150)이 실장되고, 상기 LED 칩(150)이 실장된 하우징(110) 내부에 제1형광체(160)가 도포된 제1패키지를 준비한다.
상기 제1패키지는 다음과 같이 제조된다.
우선 리드프레임(20,30)이 삽입된 사출물의 하우징(110)의 다이패드(120)에 LED칩(150)을 실장한다. 또는 하우징(110) 내부에 구비되는 인쇄회로기판 상에 LED 칩(150)을 실장한다. 상기 LED칩(150)은 리드프레임의 전극용 리드(130)나 인쇄회로기판 상의 전극과 와이어(140)를 통한 전기적 연결방법인 와이어 본딩 등의 다양한 방법으로 전기적으로 연결된다. 여기서 LED 칩(50)은 와이어 본딩(wire bonding) 타입 및 플립칩(flip chip) 타입을 포함한다. 상기 LED 칩(150)의 실장방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 다양한 방법이 이용될 수 있다. 그리고 상기 LED칩(150)의 실장방법은 상기 LED 칩(150)의 구조에 따라 다양하게 변경가능하다.
상기 하우징(110) 내부에 LED 칩(150)이 실장되면, 제1형광체를 투과특성이 우수한 실리콘류 에폭시와 적당하게 배합하고 미세기포를 제거하는 탈포 공정을 거쳐, 상기 LED 칩(150)이 실장된 상기 하우징(110) 내부에 도포한다. 이후에 큐어(cure) 공정(또는 건조공정)을 수행하여 제1패키지를 완성하게 된다.
상술한 바와 같은 제1패키지는 청색 또는 백색계열의 색좌표(예를들면, X=0.2650~0.2840 및 Y=0.2190~0.2745의 색좌표)를 가지고, 10000~16000°K(캘빈온도)의 색온도를 가질 수 있다.
상기 제1패키지는 상술한 바와 같은 공정을 통하여 제조하여 사용될 수 있다. 그리나, 상기 제1패키지의 대부분은 백라이트 유닛용 LED 모듈로 제조되었으나, 색온도, 휘도(밝기), 색좌표, 동작전압 등에 대한 검사를 통해 불량으로 처리된 LED 패키지 중 LED 칩 자체의 특성은 우수한 LED 패키지가 이용될 수 있다.
또한, 상기 제1패키지는 일반적으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 백라이트 유닛용 LED 패키지 규격으로 잘 알려진 규격의 범위에 속하거나 유사한 범위를 가지는 LED 패키지 모두를 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛용 LED 패키지 뿐아니라, 다른 용도로 제조된 LED패키지 모두를 포함할 수 있다.
다음으로 이러한 제1패키지를 조명용이나 광고용으로 재활용하기 위한 공정이 진행된다.
우선 상기 제1패키지의 상기 제1형광체(160) 상부면의 수분, 산화막 및 이물질 제거를 위해 플라즈마 클리닝(cleaning) 공정을 수행한다.
일반적으로 제1패키지는 표면에 수분, 산화막, 및 이물질 등을 포함하고 있다. 따라서 이러한 수분, 산화막, 및 이물질 등을 제거하지 않으면, 후속 공정에서 제2형광체 도포시 접착특성이 나쁘고 기포가 발생되어 LED 모듈의 제품 신뢰성에 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 플라즈마 클리닝 공정을 통해 제1패키지 표면의 수분, 산화막, 및 이물질 등을 제거하게 된다.
또한 상기 제1형광체(160)와 함께 배합되어 도포되는 투광성 에폭시(예를 들면, 실리콘류 에폭시)는 약간의 끈적임이 있어서 끈적이는 에폭시가 불량을 유발하거나 복수의 제1패키지들이 존재하는 경우 서로 달라붙은 현상이 발생할 수 있다. 따라서 플라즈마 클리닝 공정을 수행하게 되면, 제1패키지들 간 서로 붙는 현상이나 끈적이는 에폭시로 인한 여러가지 불량문제의 해결이 가능하다.
상기 플라즈마 클리닝 공정은 제1패키지의 표면에 진공 또는 대기압 상태에서 플라즈마(예를 들면, 아르곤(Ar),네온(Ne), 질소(N2) 및 산소(O2)로 구성된 플라즈마)를 사용하여 상기 제1패키지의 표면을 세정하거나 에칭하여 클리닝 공정을 수행한다. 플라즈마 조건은 제1패키지의 표면특성에 따라 다르게 적용되어나 하나, 일반적으로 진공상태에서 플라즈마를 이용한 클리닝 공정을 10초 내외로 수행하는 방법이 이용될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 클리닝 공정이 수행된 상기 제1패키지의 상기 제1형광체(160)의 상부면에 제2형광체(170)를 도포하여, 상기 제1패키지의 색온도 및 색좌표를 변화시킨 제2패키지를 형성한다.
여기서, 상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~20중량%로 혼합하고, 이를 상기 제1형광체(160)의 상부면에 도포 및 건조(또는 큐어링(curing))하여 7000~8000°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 에폭시 수지는 실리콘 에폭시 수지가 이용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2패키지는 상기 제1패키지 상에 상기 제2형광체를 형성함에 의해 X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표, 7000~8000°K의 색온도를 가지는 LED 모듈로 제조되게 된다. 따라서 조명용이나 광고용으로 사용이 가능하게 된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체(170)를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 15~25중량%로 혼합하여 상기 제1형광체(160) 상부면에 도포 및 건조함에 의해 6000~7000°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 에폭시 수지는 실리콘 에폭시 수지가 이용될수 있다.
이에 따라, 상기 제2패키지는 상기 제1패키지 상에 상기 제2형광체(170)를 형성함에 의해 X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표, 6000~7000°K의 색온도를 가지는 LED 모듈로 제조되게 된다. 따라서 조명용이나 광고용으로 사용이 가능하게 된다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체(170)를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 25~30중량%로 혼합하여 상기 제1형광체(160) 상부면에 도포 및 건조함에 의해 4700~5700°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 에폭시 수지는 실리콘 에폭시 수지가 이용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2패키지는 상기 제1패키지 상에 상기 제2형광체(170)를 형성함에 의해 X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표, 4700~5700°K의 색온도를 가지는 LED 모듈로 제조되게 된다. 따라서 조명용이나 광고용으로 사용이 가능하게 된다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 형광체와 X=0.545및 Y=0.455의 색좌표를 가지는 형광체를 특정비율(예를 들면, 8:2 또는 7:3의 비율의 비율)로 혼합한 상기 제2형광체(170)를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~25중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 4700~5700°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 실리콘 에폭시 수지가 이용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2패키지는 상기 제1패키지 상에 상기 제2형광체(170)를 형성함에 의해 X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표와 X=0.545및 Y=0.455의 색좌표 사이의 특정범위의 색좌표를 가지며, 4700~5700°K의 색온도를 가지는 LED 모듈로 제조되게 된다. 따라서 조명용이나 광고용으로 사용이 가능하게 된다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2패키지는, X=0.545 및 Y=0.455의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체(170)를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~20중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 2300~3300°K의 색온도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 에폭시 수지는 실리콘 에폭시 수지가 이용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2패키지는 상기 제1패키지 상에 상기 제2형광체(170)를 형성함에 의해 X=0.545 및 Y=0.455의 색좌표, 2300~3300°K의 색온도를 가지는 LED 모듈로 제조되게 된다. 따라서 조명용이나 광고용으로 사용이 가능하게 된다.
상술한 실시예들에서 제1형광체(160) 및 상기 제2형광체(170)는 형광체 자체만을 의미할 수도 있고, 투광성 에폭시 수지와 형광체가 혼합된 형광체 혼합물을 의미할 수도 있다.
상술한 실시예들에서, 상기 제2형광체(170)의 도포량(도포두께)나 상기 투광성 에폭시수지와의 혼합비율은 상기 제1패키지의 정격전압의 레벨에 대응하여 약간씩 달라질 수 있다. 여기서 정격전압은 정상적인 동작을 유지시키기 위해 공급해 주어야 하는 기준전압으로 LED 칩의 동작전압이나 사용전압을 포함하는 개념일 수 있다.
즉 상기 제1패키지의 정격전압이 서로 다른 경우에, 동일한 범위의 색좌표 또는 동일한 범위의 색온도를 가지도록 하기 위하여, 제2형광체(170)를 도포하는 경우에 도포량(도포두께)을 달리할 수 있다. 또한 투광성 에폭시 수지와의 혼합비율을 달리 적용할 수 있다.
구체적으로, X=0.545 및 Y=0.455의 색좌표, 2300~3300°K의 색온도를 가지는제2패키지를 구성하고자 하는 경우에, 준비된 제1패키지들의 정격전압이 3.0V,3.1V,3.2V,3.3V 등으로 구분된다고 가정하자. 이때 제1패키지의 정격전압이 서로 다름에도 불구하고 제2형광체(170)를 모두 동일하게 도포하게 되면, 제조된 제2패키지들의 색좌표 또는 색온도의 범위가 서로 달라질 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 제1패키지의 정격전압의 레벨에 대응하여, 상기 제2형광체(170)의 도포량을 약간씩 달리하거나, 투광성 에폭시 수지와의 혼합비율을 서로 달리함에 의해서 동일한 범위의 색좌표 및 색온도를 가지도록 제2패키지를 구성하는 것이 가능하다. 즉 정격전압의 레벨이 서로 다르더라도, 상기 제2형광체(170)를 이용해 동일한 범위의 색좌표 및 색온도를 가지는 제2패키지를 구성하는 것이 가능하다.
한편 상기 제2패키지는 상기 제2형광체(170) 도포 이후에 플라즈마 클리닝 공정이 수행될 수 있다. 상기 제2형광체(170)와 함께 배합되어 도포되는 투광성 에폭시(예를 들면, 실리콘류 에폭시)는 약간의 끈적임이 있어서 후속공정인 테스트를 위한 검사시 검사하는 노즐(nozzle)에 끈적이는 에폭시가 소량 달라붙어 불량을 유발하거나 복수의 제2패키지들이 존재하는 경우 서로 달라붙은 현상이 발생할 수 있다.
따라서 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 제2형광체(170)의 도포 및 건조(curing) 공정 진행후에 플라즈마 클리닝 공정을 수행하게 된다. 상기 플라즈마 클리닝 공정을 수행하게 되면, 패키지들 간 서로 붙는 현상이나 테스트시 노즐에 에폭시가 달라붙어 발생되는 여러가지 불량문제의 해결이 가능하다.
상기 플라즈마 클리닝 공정은 제2형광체(170)가 도포된 상기 제2패키지의 표면에 진공 또는 대기압 상태에서 플라즈마(예를 들면, 아르곤(Ar),네온(Ne),질소(N2) 및 산소(O2)로 구성된 플라즈마)를 사용하여 상기 제2패키지의 표면을 세정하거나 에칭하여 클리닝 공정을 수행한다. 플라즈마 조건은 제2패키지의 표면특성에 따라 다르게 적용되어나 하나, 일반적으로 진공상태에서 플라즈마를 이용한 클리닝 공정을 10초 내외로 수행하는 방법이 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 백라이트 유닛용 또는 다른 용도로 제조된 LED패키지를 조명용이나 광고용으로 재활용할 수 있으며, 조명용 광고용 패키지 또는 모듈의 제조비용을 절감할 수 있고, 자원절약의 효과가 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

Claims (9)

  1. LED모듈 제조방법에 있어서:
    하우징 내부에 LED칩이 실장되고, 상기 LED 칩이 실장된 하우징 내부에 제1형광체가 도포되며, 청색 또는 백색계열의 색좌표를 가지고, 10000~16000°K(캘빈온도)의 색온도를 가지는 제1패키지를 준비하는 단계와;
    상기 제1패키지의 상기 제1형광체 상부면의 수분, 산화막 및 이물질 제거를 위해 플라즈마 클리닝(cleaning) 공정을 수행하는 단계와;
    상기 플라즈마 클리닝 공정이 수행된 상기 제1패키지의 상기 제1형광체의 상부면에 제2형광체를 도포하여, 상기 제1패키지의 색온도 및 색좌표를 변화시킨 제2패키지를 형성하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1패키지는 X=0.2650~0.2840 및 Y=0.2190~0.2745의 색좌표를 가짐을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~20중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 7000~8000°K의 색온도를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 15~25중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 6000~7000°K의 색온도를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 25~30중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 4700~5700°K의 색온도를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2패키지는, X=0.456 및 Y=0.535의 색좌표를 가지는 형광체와 X=0.545및 Y=0.455의 색좌표를 가지는 형광체를 특정비율로 혼합한 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~25중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 4700~5700°K의 색온도를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2패키지는, X=0.545 및 Y=0.455의 색좌표를 가지는 상기 제2형광체를 투광성 에폭시수지 중량에 대하여 10~20중량%로 혼합하여 도포 및 건조함에 의해 2300~3300°K의 색온도를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  8. 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 제2형광체는, 상기 제1패키지의 정격전압의 레벨에 대응하여 도포량을 달리하거나 상기 투광성 에폭시 수지와의 혼합비율을 달리함을 특징으로 하는 LED모듈 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 클리닝 공정은, 진공 또는 대기압 상태에서 플라즈마를 사용하여, 일정시간동안 상기 제1패키지의 상기 제1형광체 상부면에 대한 세정 또는 에칭을 수행하는 공정임을 특징으로 하는 LED 모듈 제조방법.
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