WO2014168324A1 - Ｅｍｃ 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2014168324A1
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led package
resin
led
emc
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주재철
김영석
류근광
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주식회사 굿엘이디
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Definitions

  • the present invention relates to an LED package, and more specifically, to a process of manufacturing an LED package by compounding and mixing an epoxy mold compound (EMC) resin and a fluorescent material (Phosphor) integrally on a metal substrate on which an LED chip is mounted.
  • EMC epoxy mold compound
  • Phosphor fluorescent material
  • the present invention relates to an LED package and a method for manufacturing the same, which are integrally molded with an EMC resin and a fluorescent material, which can simplify the simplification and uniform the phosphor emission efficiency.
  • an LED Light-Emitting Diode
  • a semiconductor device that emits light by passing a current through a compound such as gallium arsenide.
  • Such a light-emitting diode has a structure in which positive charge particles, called electrons and holes, are coupled to the center of the electrode to emit photons of light as electric current passes through a conductive material attached to electrodes on the upper and lower sides.
  • the color of the light varies depending on the nature of the light.
  • gallium arsenide (GaAs) is applied to a light-emitting diode (LED) used for infrared rays
  • gallium aluminum arsenide (GaAlAs) is applied to a light-emitting diode (LED) used for an infrared or red color.
  • LEDs Light-emitting diodes used for red, orange or yellow are applied with gallium arsenide (GaAsP), and light-emitting diodes (LEDs) used for red, green or yellow are used for gallium phosphide ( GaP) is applied, and the LED (Light-Emitting Diode) used as white is applied by mixing a gallium nitrite (GaN) with a phosphor having Cr ⁇ Tm ⁇ Tb, which is a rare earth material, as an active ion.
  • GaN gallium nitrite
  • a phosphor having Cr ⁇ Tm ⁇ Tb which is a rare earth material
  • LED Light-Emitting Diode
  • Lamp type lamp type
  • SMD surface mount type
  • the lamp type LED is formed by mounting two LED modules (Module) by forming two lead frames (metal electrodes) on the upper side of the substrate, and molding a resin on the outside thereof to form a lens, the thermal resistance is There was a problem that it is difficult to use for high output because of the large heat dissipation.
  • the surface-mounted LED bonds an LED module to a substrate formed of a ceramic or printed circuit board (PCB) and forms a lens by molding a resin thereon.
  • PCB printed circuit board
  • the LED package is made to be filled with a liquid material, such as a silicon filling liquid and a fluorescent material (Phosphor).
  • a liquid material such as a silicon filling liquid and a fluorescent material (Phosphor).
  • the fluorophore is a generic term for a fluorescence material, the material fluoresces in any state upon receiving light, in particular a material that emits visible light is called a fluorescent material.
  • a mounting portion 153 for mounting the LED chip 130 is formed at the center of the lower package substrate 110, and the mounting portion ( At least one LED chip 130 is installed on the 153, and has an electrode (not shown) at the edge of the upper surface of the lower package substrate 110, and is a frame-shaped printed circuit board formed of an edge portion 151. 150 is formed and each LED chip 130 is electrically connected to each electrode provided on the printed circuit board 150 by a wire 131.
  • a silicon filling solution may be formed in the mounting portion 153 in which the LED chip 130 and the wire 131 are installed on the printed circuit board 150 and the upper surface of the lower package substrate 110 of the LED package 100.
  • a liquid material 170 such as a phosphor (not shown), is filled, and when the LED chip 130 of the LED package 100 emits light, the front, each side, and the rear Light is emitted from the light, and the light generated from the entire LED chip 130 emits light through the liquid material 170, such as a silicon filler and a fluorescent material (Phosphor).
  • the manufacturing process of the LED package having the above-described configuration includes a mounting portion 153 and a lower package substrate of the printed circuit board 150 formed by the edge portion 151. Die bonding of the LED chip 130 to the upper surface of the center side of the 110, and wire-bonding the wire 131 to the LED chip 130 and then the LED chip 130 and the wire Dispensing and curing the liquid material 170, such as a silicon fill solution and a phosphor (Phosphor) on the 131, and then trim and test (Test) to manufacture an LED package.
  • the liquid material 170 such as a silicon fill solution and a phosphor (Phosphor)
  • the fluorescent material Phosphor for about 3 to 5 hours curing time
  • Granules settle down as they sink close to the periphery of the LED chip and wire.
  • the fluorescent material Phosphor
  • the LED chip As such, the fluorescent material (Phosphor) is precipitated and concentrated at the periphery of the LED chip and the wire, and the interference of light generated from the LED chip is generated, which causes a problem in that the luminous efficiency of the LED package is uneven.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the LED package by integrally molding the metal chip on which the LED chip is mounted by mixing and mixing the epoxy mold (Epoxy Mold Compound) resin and the phosphor (Phosphor) Not only simplifies the manufacturing process, but also eliminates equipment, thereby reducing the cost and cost of manufacturing LED packages. It aims to provide.
  • epoxy mold epoxy Mold Compound
  • Phosphor phosphor
  • the present invention by blending and mixing a phosphor (Phosphor) in a solid epoxy mold compound (EMC) resin to maintain a mixed density at a uniform density during molding and curing, thereby fluorescence in the manufacture of LED package
  • a phosphor Phosphor
  • EMC solid epoxy mold compound
  • the present invention is a metal substrate formed of a plate-like body, the positive terminal and the negative terminal is formed; An LED chip installed at the center of the upper surface of the metal substrate and electrically connected to the positive terminal and the negative terminal by wires; And a mixed molding material molded on the upper portion of the metal substrate. Characterized in that consisting of a configuration including a.
  • the mixed molding material is compounded and mixed with an EMC (Epoxy Mold Compound) resin and a phosphor (Phosphor) is integrally molded on a metal substrate.
  • EMC epoxy Mold Compound
  • Phosphor phosphor
  • the present invention having the configuration as described above, the manufacturing process of the LED package by compounding and mixing the fluorescent material (Phosphor) in a solid EMC (Epoxy Mold Compound) resin and integrally molding the LED chip and wire
  • the equipment can be eliminated, which reduces the manufacturing cost and the product cost of the LED package, and keeps the mixture at a uniform density during molding and curing.
  • the luminous efficiency of the phosphor (Phosphor) is very uniform and the interference of the phosphor (Phosphor) can be reduced to improve the luminous efficiency of the LED package, while improving the visibility of the light generated from the LED chip It is possible to obtain the effect of high luminous efficiency.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a LED package according to the prior art
  • 2 to 4 is a flow chart schematically showing a manufacturing process of the LED package according to the prior art
  • FIG. 5 is a view schematically showing an LED package in which an EMC resin and a fluorescent material are molded integrally according to the present invention
  • 7 to 8 is a flow chart schematically showing the manufacturing process of the LED package is molded integrally with the EMC resin and the fluorescent material according to the present invention
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a manufacturing process of an LED package in which an EMC resin and a fluorescent material are integrally molded according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view schematically showing an LED package in which an EMC resin and a fluorescent material are integrally molded according to the present invention
  • FIGS. 7 to 8 illustrate the manufacture of an LED package in which the EMC resin and the fluorescent material are integrally molded according to the present invention
  • 9 is a flowchart schematically illustrating a process
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an LED package in which an EMC resin and a fluorescent material are integrally molded according to the present invention.
  • the LED package 1 comprises a metal substrate 10, LED chip 30 and the mixing molding material 70.
  • the metal substrate 10 is a plate-shaped body, the positive terminal and the negative terminal is formed, and is made of a metal material excellent in thermal conductivity. To this end, the metal substrate 10 is made of any one of copper (Cu), stainless steel (Stainless Steel), aluminum (Al), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc (Zn) and tantalum (Ta). Is made of.
  • the metal substrate 10 is copper (Cu), stainless steel (Stainless Steel), aluminum (Al), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc (Zn) and tantalum (Ta)
  • the metal substrate 10 is made of any one material, but the metal substrate 10 is copper (Cu), stainless steel (Stainless Steel), aluminum (Al), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc (Zn) and tantalum ( It is also possible to be made of at least one alloy material of Ta), more preferably the metal substrate 10 is made of aluminum (Al) material.
  • the LED chip 30 is installed in the center of the upper surface of the metal substrate 10, at least one or more.
  • the LED chip 30 is electrically connected to both the positive terminal and the negative terminal of which both ends are formed on the metal substrate 10 by wire 31 by wire bonding.
  • the mixed molding material 70 is molded on the metal substrate 10.
  • the mixed molding material 70 is compounded and mixed with an epoxy mold compound (EMC) resin and a fluorescent material (Phosphor), and the mixed molding material 70 is integrally molded on the metal substrate 10.
  • EMC epoxy mold compound
  • Phosphor fluorescent material
  • the blending of the EMC resin and the fluorescent material (Phosphor) is a 2: 1 weight ratio to 100: 1 weight ratio, preferably the blending of the EMC resin and the fluorescent material (Phosphor) is 10: 1 weight ratio to 50: 1 weight ratio More preferably, the compounding of the EMC resin and the phosphor (Phosphor) is made of a 20: 1 weight ratio.
  • a mold (not shown) in which the shape of the mixed molding material 70 is transferred is prepared, and mixed and mixed with a single material in the prepared mold to homogenize.
  • the epoxy (Epoxy Mold Compound) resin and the phosphor (Phosphor) are injected, and the injected mixed molding material 70 is molded integrally on the metal substrate 10.
  • the EMC resin and the fluorescent material (Phosphor) is uniformly blended to mix and mix the molding material 70 is integrally molded and filled on the metal substrate 10 of the LED package (1) Molding the LED chip 30 and the wire 31, and dispensing and filling the fluorescent material (Phosphor) on the molded LED chip 30 and the wire 31 again in one process have.
  • the fluorescent material (Phosphor) is maintained in a mixed and mixed state with a uniform density in the EMC resin, the metal substrate 10 of the LED package (1)
  • the luminous efficiency of the phosphor (Phosphor) is very uniform and the interference is reduced, thereby making it possible to manufacture the LED package 1 of high light emission and high efficiency.
  • the mixed molding material 70 is formed by mixing an EMC resin and a fluorescent material, but the mixed molding material 70 is made of glass, silicon, epoxy, or other transparent resin. It may be made, and if the reflection efficiency of the light generated by the LED chip 30 can be improved, it may be made of other various materials.
  • the mixing ratio of the EMC resin and the phosphor (Phosphor) forming the mixed molding material 70 is preferably made in accordance with the specifications of the LED package (1) required, when yellow-based light is required, EMC resin or fluorescence according to the required specifications, such as the amount of phosphor (Phosphor) is greater than the amount of EMC resin, blue light is required, the amount of EMC resin is greater than the amount of phosphor (Phosphor) It is preferable to manufacture the LED package 1 by adding or subtracting a substance (Phosphor).
  • At least one LED chip 30 is die-bonded to a central portion of the upper surface of the metal substrate 10 (S10).
  • wire bonding is performed on the die-bonded LED chip 30 (S20).
  • the LED chip 30 and the wire 31 are installed in the center of the upper surface of the metal substrate 10, and the LED chip 30 and the wire 31 are installed on the metal substrate 10.
  • the molding molding material 70 is subjected to molding (S30).
  • EMC epoxy Mold Compound
  • fluorescent material Phosphor
  • EMC epoxy Mold Compound
  • Phosphor fluorescent material
  • the molding molding material 70 molded and filled in the LED package 1 is made of a mixture of EMC resin and phosphor (Phosphor), the mixed molding material 70 is glass (Glass) ), Silicon, epoxy, or other transparent resins, and may be made of various other materials as long as it can improve the reflection efficiency of light generated from the LED chip 30.
  • the mixed molding material 70 is glass (Glass) ), Silicon, epoxy, or other transparent resins, and may be made of various other materials as long as it can improve the reflection efficiency of light generated from the LED chip 30.
  • the solid EMC resin is cured before the fluorescent material precipitates. It is easy to keep the phosphor mixed and mixed in the EMC resin with uniform density, and the luminescent efficiency of the fluorophore is very uniform and the interference is reduced even when molding integrally. It is possible to manufacture the LED package 1.
  • the LED resin 30 and the wires are formed by integrally molding and filling the mixed molding material 70 mixed with the EMC resin and the phosphor material (Phosphor) to the metal substrate 10 of the LED package 1.
  • the phosphor material Phosphor
  • the LED chip 30 is trimmed (S50). To test the presence or absence of the LED package (1) (S60).
  • the LED package 1 in which the mixed molding material 70 in which the EMC resin and the phosphor material (Phosphor) mixed as described above are integrally molded has a very uniform luminous efficiency of the phosphor material and at the same time a fluorescent material.
  • the interference of the (Phosphor) can be reduced to improve the luminous efficiency of the LED package 1.
  • the mixed molding material 70 in which the EMC resin and the phosphor material are mixed and mixed is integrally molded on the metal substrate 10, but other LED packages to which the PCB substrate is applied. Edo may also be formed as described above by integrally molding the mixed molding material 70 in which the EMC resin and the phosphor (Phosphor) are blended and mixed.

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Abstract

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 혼합하여 LED 칩이 실장되는 기판 상에 일체로 몰딩처리함으로써 LED 패키지의 제작 공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 삭제가 가능하고, 이로 인해 LED 패키지의 제작 비용 및 제품 단가를 절감시킬 수 있으며, 몰딩 및 경화 시 균일한 밀도로 혼합된 상태를 유지하고, 이로 인해 LED 패키지의 제조 시 형광물질(Phosphor)의 발광 효율이 매우 균일함과 동시에 형광물질(Phosphor)의 간섭이 감소시켜 LED 패키지의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은, 판형상체로 형성되되, 양극 단자와 음극 단자가 형성되는 금속기판; 금속기판의 상부면 중심부에 설치되되, 와이어에 의해 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결되는 LED 칩; 및 금속기판의 상부에 몰딩되는 혼합 몰딩재; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＭＣ 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 ＬＥＤ 패키지 및 그 제조방법
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 배합 및 혼합하여 LED 칩이 실장되는 금속기판 상에 일체로 몰딩처리함으로써 LED 패키지의 제작 공정의 간소화 및 포스포 발광 효율의 균일화가 가능한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, LED(Light-Emitting Diode : 발광다이오드)는 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체 소자이다.
이러한 LED(Light-Emitting Diode)는 상, 하부에 전극을 붙인 전도물질에 전류가 통과하면서 전자 및 정공이라고 불리는 플러스 전하입자가 이 전극 중앙에 결합하여 빛의 광자를 발산하는 구조로 이루어지며, 물질의 특성에 따라 빛의 색상이 달라진다.
여기서, 적외선용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 비소화갈륨(GaAs)이 적용되고, 적외선 또는 붉은색용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 비소화갈륨알루미늄(GaAlAs)이 적용되며, 붉은색·주황색 또는 노란색용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 인화갈륨비소(GaAsP)가 적용되고, 붉은색·녹색 또는 노란색용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 인화갈륨(GaP)이 적용되며, 백색으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 갈륨나이트(GaN)에 희토류 물질인 희토류 물질인 Cr·Tm·Tb를 활성이온으로 하는 형광체가 혼합되어 적용된다.
한편, LED(Light-Emitting Diode)는 램프형(Lamp type) LED와 표면실장형(SMD : Surface Mount Divice type) LED로 분류된다.
여기서, 상기 램프형 LED는 기판의 상측에 2개의 리드 프레임(금속 전극)을 형성하여 LED 모듈(Module)을 실장하고, 그 외측에 수지를 몰딩(Molding)하여 렌즈를 형성한 것으로, 열 저항이 크고, 열 방출이 어려워 고출력용으로의 활용이 어렵다는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 표면실장형 LED는 세라믹 또는 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)으로 형성된 기판 상에 LED 모듈(Module)을 본딩(Bonding)하고, 그 상부에 수지를 몰딩(Molding)하여 렌즈를 형성한 것으로, 램프형 LED에 비하여 LED 모듈(Module)에서 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있다는 장점이 있으며, 휘도가 향상되면서 컬러형 전광판 및 조명 장치 등 여러 분야에서 널리 활용되고 있다.
이때, 상기 LED 패키지에는 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor) 등의 액상 물질이 충진되도록 이루어진다.
여기서, 형광물질(Phosphor)란, 형광을 발하는 물질을 총칭하는 것으로서, 물질은 빛을 받으면 어떠한 상태에서든 형광을 발하는데, 특히 가시광을 발하는 물질을 형광물질이라고 한다.
한편, 상술한 바와 같은, LED 패키지는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 하부 패키지기판(110) 상의 중심부에 LED 칩(130)이 실장되기 위한 실장부(153)가 형성되고, 상기 실장부(153)에 적어도 하나 이상의 LED 칩(130)이 설치되며, 상기 하부 패키지기판(110)의 상부면 가장자리에 전극(미도시)을 갖되, 테두리부(151)로 형성되는 프레임 형상체의 인쇄회로기판(150)이 형성되며, 상기 각 LED 칩(130)이 와이어(131)에 의해 인쇄회로기판(150) 상에 구비되는 각 전극에 전기적으로 연결되는 구성으로 이루어진다.
그리고, 상기 LED 패키지(100)의 인쇄회로기판(150) 내측 및 상기 하부 패키지기판(110)의 상부면에 LED 칩(130) 및 와이어(131)가 설치된 실장부(153)에 실리콘 충진액(미도시) 및 형광물질(Phosphor : 미도시) 등의 액상 물질(170)이 충진되는 구성으로 이루어지며, 상기 LED 패키지(100)의 LED 칩(130)이 발광하는 경우, 전면과 각 측면 및 후면에서 광이 발생하고, 상기 LED 칩(130) 전체에서 발생하는 광이 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor) 등의 액상물질(170)를 통하여 발광한다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 LED 패키지의 제조공정은 도 2 내지 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 테두리부(151)로 형성되는 인쇄회로기판(150)의 실장부(153) 및 하부 패키지기판(110)의 중심측 상부면에 LED 칩(130)을 다이본딩(Die Bonding)하고, 상기 LED 칩(130)에 와이어(131)을 와이어본딩(Wire Bonding)한 후 상기 LED 칩(130) 및 와이어(131)상에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor) 등의 액상물질(170)을 디스펜싱(Dispensing) 및 큐어(Cure)한 후 트림(Trim) 및 테스트(Test)하여 LED 패키지를 제조한다.
그러나, 상술한 바와 같은 LED 패키지 제조공정은, 하부 패키지기판의 중심측 상부면에 LED 칩을 다이본딩(Die Bonding)하고, 상기 LED 칩을 와이어본딩(Wire Bonding)한 다음, 와이어 본딩된 LED 칩에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)을 디스펜싱(Dispensing)하는 등 LED 패키지의 제조공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 LED 패키지의 제조 시 LED 칩과 와이어 상에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)을 디스펜싱한 후 경화시킬 경우, 장시간 경화시간으로 인해 형광물질(Phosphor)이 LED 칩과 와이어의 주변부로 침전되는 문제점이 있었다.
즉, 상기 LED 패키지의 제조 시 LED 패키지와 와이어 상에 액체 상태로 이루어지는 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)을 디스펜싱한 후 경화시킬 경우, 대략 3 ~ 5시간 정도의 경화시간 동안 형광물질(Phosphor)의 알갱이가 LED 칩과 와이어의 주변부로 근접되게 가라앉으면서 침전된다는 문제점이 있었다.
이렇게 상기 형광물질(Phosphor)이 LED 칩과 와이어의 주변부에 침전되어 집중됨으로써 LED 칩에서 발생되는 광의 간섭이 발생되고, 이로 인해 LED 패키지의 발광 효율이 불균일해진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 배합 및 혼합하여 LED 칩이 실장되는 금속기판 상에 일체로 몰딩처리함으로써 LED 패키지의 제작 공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 삭제가 가능하고, 이로 인해 LED 패키지의 제작 비용 및 제품 단가를 절감시킬 수 있는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 형광물질(Phosphor)을 고형의 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지에 배합 및 혼합함으로써 몰딩 및 경화 시 균일한 밀도로 혼합된 상태를 유지하고, 이로 인해 LED 패키지의 제조 시 형광물질(Phosphor)의 발광 효율이 매우 균일함과 동시에 형광물질(Phosphor)의 간섭이 감소시켜 LED 패키지의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 판형상체로 형성되되, 양극 단자와 음극 단자가 형성되는 금속기판; 금속기판의 상부면 중심부에 설치되되, 와이어에 의해 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결되는 LED 칩; 및 금속기판의 상부에 몰딩되는 혼합 몰딩재; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 혼합 몰딩재는 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합되어 금속기판 상에 일체로 몰딩처리된다.
한편, LED 패키지의 제조방법에 있어서, 금속기판의 상부면 중심부에 LED 칩을 다이본딩(Die Bonding)하는 단계; LED 칩에 와이어를 와이어본딩(Wire Bonding)하는 단계; LED 칩과 와이어에 혼합 몰딩재를 일체로 몰딩(Moulding)처리하는 단계; 몰딩처리된 혼합 몰딩재를 경화시키는 단계; LED 칩을 트림(Trim)하는 단계; 및 LED 패키지를 테스트(Test)하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 배합 및 혼합하는 단계; 를 더 포함하여 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 고형의 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지에 형광물질(Phosphor)을 배합 및 혼합하여 LED 칩 및 와이어에 일체로 몰딩처리함으로써 LED 패키지의 제작 공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 삭제가 가능하고, 이로 인해 LED 패키지의 제작 비용 및 제품 단가를 절감시킬 수 있으며, 몰딩 및 경화 시 균일한 밀도로 혼합된 상태를 유지하고, 이로 인해 LED 패키지의 제조 시 형광물질(Phosphor)의 발광 효율이 매우 균일함과 동시에 형광물질(Phosphor)의 간섭이 감소시켜 LED 패키지의 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, LED 칩으로부터 발생되는 광의 시인성을 향상시킴과 동시에 고발광 효율을 얻을 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 도면,
도 2 내지 도 4는 종래기술에 따른 LED 패키지의 제조공정을 개략적으로 나타내는 순서도,
도 5는 본 발명에 의한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 도면,
도 7 내지 도 8은 본 발명에 의한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지의 제조공정을 개략적으로 나타내는 순서도,
도 9는 본 발명에 의한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지의 제조공정을 나타내는 흐름도.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 5는 본 발명에 의한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 7 내지 도 8은 본 발명에 의한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지의 제조공정을 개략적으로 나타내는 순서도이며, 도 9는 본 발명에 의한 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지의 제조공정을 나타내는 흐름도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 LED 패키지(1)는 금속기판(10)과 LED 칩(30) 및 혼합 몰딩재(70)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 금속기판(10)은 판형상체로서, 양극 단자와 음극 단자가 형성되고, 열전도도가 우수한 금속 재질로 이루어진다. 이를 위하여 상기 금속기판(10)은 구리(Cu), 스테인레스강(Stainless Steel), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속기판(10)이 구리(Cu), 스테인레스강(Stainless Steel), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나의 재질로 이루어져 있으나, 상기 금속기판(10)이 구리(Cu), 스테인레스강(Stainless Steel), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 및 탄탈륨(Ta) 중 적어도 어느 하나 이상의 합금 재질로 이루어지는 것도 가능하고, 보다 바람직하게는 상기 금속기판(10)은 알루미늄(Al) 재질로 이루어진다.
상기 LED 칩(30)은 상기 금속기판(10)의 상부면 중심부에 설치되되, 적어도 하나 이상으로 설치된다.
여기서, 상기 LED 칩(30)은 그 양 단부가 와이어본딩에 의해 와이어(31)로 금속기판(10)에 형성되는 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결된다.
상기 혼합 몰딩재(70)는 상기 금속기판(10) 상에 몰딩처리된다. 여기서, 상기 혼합 몰딩재(70)는 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합되고, 상기 혼합 몰딩재(70)는 금속기판(10) 상에 일체로 몰딩처리된다.
여기서, 상기 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)의 배합은 2 : 1 중량비 내지 100 : 1 중량비로 이루어지고, 바람직하게는 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)의 배합이 10 : 1 중량비 내지 50 : 1 중량비로 이루어지고, 보다 바람직하게는 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)의 배합이 20: 1 중량비로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 상기 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)의 배합이 상기 범위를 벗어날 경우, LED 칩(30)에서 발생되는 광의 산란이 저하되고, LED 패키지(1)의 제작비용이 증대된다.
한편, 상기 금속기판(10) 상에 혼합 몰딩재(70)의 몰딩 시 혼합 몰딩재(70)의 형상이 전사된 금형(미도시)을 준비하고, 준비된 금형 내에 단일 물질로 배합 및 혼합되어 균일화된 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 주입하고, 주입된 혼합 몰딩재(70)을 금속기판(10) 상에 일체로 몰딩처리한다.
상기한 바와 같이, 상기 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 균일하게 배합되어 혼합된 혼합 몰딩재(70)를 LED 패키지(1)의 금속기판(10) 상에 일체로 몰딩 및 충진하도록 이루어짐으로써 기존에 LED 칩(30)과 와이어(31)를 몰딩하고, 몰딩된 LED 칩(30)과 와이어(31) 상에 다시 형광물질(Phosphor)를 디스펜싱 및 충진하는 제조공정을 하나의 공정으로 진행할 수 있다.
또한, 상기 형광물질(Phosphor)을 고형의 EMC 수지에 배합 및 혼합함으로써 형광물질(Phosphor)이 EMC 수지에 균일한 밀도로 혼합 및 섞인 상태를 유지하고, LED 패키지(1)의 금속기판(10)에 일체로 몰딩 시에도 형광물질(Phosphor)의 발광 효율이 매우 균일함과 동시에 간섭이 줄어들어 고발광 및 고효율의 LED 패키지(1)의 제조가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 혼합 몰딩재(70)가 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 혼합되어 이루어져 있으나, 상기 혼합 몰딩재(70)가 글래스(Glass), 실리콘, 에폭시 또는 기타 투명한 수지로 이루어지는 것도 가능하고, LED 칩(30)에서 발생되는 광의 반사 효율을 향상시킬 수 있다면 기타 다양한 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 혼합 몰딩재(70)를 형성하는 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)의 배합비는 요구되는 LED 패키지(1)의 사양에 따라 다양하게 이루어지는 것이 바람직하고, 노란색 계열의 광이 요구될 경우, 형광물질(Phosphor)의 양을 EMC 수지의 양보다 많게 하고, 파란색 계열의 광이 요구될 경우, EMC 수지의 양을 형광물질(Phosphor)의 양보다 많게 하는 등 요구되는 사양에 따라 EMC 수지 또는 형광물질(Phosphor)을 가감하여 LED 패키지(1)를 제조하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)이 일체로 몰딩되는 LED 패키지에 제조방법을 설명한다.
먼저, 상기 금속기판(10)의 상부면 중심부에 적어도 하나 이상의 LED 칩(30)을 다이본딩(Die Bonding)한다(S10).
그리고, 상기 다이본딩된 LED 칩(30)에 와이어를 와이어본딩(Wire Bonding)한다(S20).
상기한 바와 같이, 상기 금속기판(10)의 상부면 중심부에 LED 칩(30) 및 와이어(31)를 설치한 후 상기 LED 칩(30)과 와이어(31)가 설치되는 금속기판(10) 상에 혼합 몰딩재(70)를 몰딩(Moulding)처리한다(S30).
이를 위하여 상기 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 먼저 배합 및 혼합한다(S21).
상기한 바와 같이, 상기 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 배합 및 혼합한 후 일체로 몰딩처리 시 혼합 몰딩재(70)의 형상이 전사된 금형(미도시)을 준비하고, 준비된 금형 내에 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합되어 균일하게 단일 물질화된 혼합 몰딩재(70)를 주입하고, 주입된 혼합 몰딩재(70)를 금속기판(10) 상에 일체로 몰딩처리한다.
여기서, 상기 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)의 배합 및 혼합 시 요구되는 LED 패키지(1)의 사양에 따라 다양한 배합비로 배합 및 혼합하는 것이 바람직하며, 노란색 계열의 광이 요구될 경우, 형광물질(Phosphor)의 양을 EMC 수지의 양보다 많게 하고, 파란색 계열의 광이 요구될 경우, EMC 수지의 양을 형광물질(Phosphor)의 양보다 많게 하는 등 요구되는 사양에 따라 EMC 수지 또는 형광물질(Phosphor)을 가감하여 혼합 몰딩재(70)를 제조한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 LED 패키지(1)에 몰딩 및 충진되는 혼합 몰딩재(70)가 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 혼합물로 이루어져 있으나, 상기 혼합 몰딩재(70)가 글래스(Glass), 실리콘, 에폭시 또는 기타 투명한 수지로 이루어지는 것도 가능하고, LED 칩(30)에서 발생되는 광의 반사 효율을 향상시킬 수 있다면 기타 다양한 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 LED 패키지(1)에 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합된 혼합 몰딩재(70)를 몰딩 및 충진 시 고형의 EMC 수지가 형광물질이 침전되기 전에 경화됨으로써 형광물질(Phosphor)이 EMC 수지에 균일한 밀도로 혼합 및 섞인 상태를 유지하기가 용이하고, 일체로 몰딩 시에도 형광물질(Phosphor)의 발광 효율이 매우 균일함과 동시에 간섭이 줄어들어 고발광 및 고효율의 LED 패키지(1)의 제조가 가능하다.
또한, 상기 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합되어 혼합된 혼합 몰딩재(70)를 LED 패키지(1)의 금속기판(10)에 일체로 몰딩 및 충진하도록 이루어짐으로써 LED 칩(30)과 와이어(31)를 몰딩하고, 몰딩된 LED 칩(30)과 와이어(31) 상에 다시 형광물질(Phosphor)를 디스펜싱 및 충진하는 등 별도의 공정을 진행할 필요가 없어 전체 제조 공정을 간소화 및 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용 및 경화 시간 감소에 따른 전체 제조 시간을 절감시킬 수 있다.
이렇게 상기 금속기판(10)에 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 혼합된 혼합 몰딩재(70)를 몰딩하여 경화시킨 후(S40), 상기 LED 칩(30)을 트림(Trim)하고(S50), 상기 LED 패키지(1)의 이상 유무를 테스트한다(S60).
상기한 바와 같이 제조된 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 혼합된 혼합 몰딩재(70)가 일체로 몰딩되는 LED 패키지(1)는 형광물질(Phosphor)의 발광 효율이 매우 균일함과 동시에 형광물질(Phosphor)의 간섭이 감소시켜 LED 패키지(1)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합된 혼합 몰딩재(70)가 금속기판(10) 상에 일체로 몰딩처리되도록 이루어져 있으나, PCB 기판이 적용되는 기타 LED 패키지에도 EMC 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합된 혼합 몰딩재(70)를 일체로 몰딩처리하여 상기한 바와 같이 제조하도록 이루어지는 것도 가능하다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
1 : LED 패키지, 10 : 금속기판,
30 : LED 칩, 31 : 와이어,
70 : 혼합 몰딩재.

Claims (4)

  1. 판형상체로 형성되되, 양극 단자와 음극 단자가 형성되는 금속기판;
    상기 금속기판의 상부면 중심부에 설치되되, 와이어에 의해 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결되는 LED 칩; 및
    상기 금속기판의 상부에 몰딩되는 혼합 몰딩재;
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼합 몰딩재는 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)이 배합 및 혼합되어 상기 금속기판 상에 일체로 몰딩처리되는 것을 특징으로 하는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지.
  3. LED 패키지의 제조방법에 있어서,
    금속기판의 상부면 중심부에 LED 칩을 다이본딩(Die Bonding)하는 단계(S10);
    상기 LED 칩에 와이어를 와이어본딩(Wire Bonding)하는 단계(S20);
    상기 LED 칩과 와이어에 혼합 몰딩재를 일체로 몰딩(Moulding)처리하는 단계(S30);
    상기 몰딩처리된 혼합 몰딩재를 경화시키는 단계(S40);
    상기 LED 칩을 트림(Trim)하는 단계(S50);
    상기 LED 패키지를 테스트(Test)하는 단계(S60);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지와 형광물질(Phosphor)을 배합 및 혼합하는 단계(S21);
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 EMC 수지와 형광물질이 일체로 몰딩되는 LED 패키지의 제조방법.
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