WO2015174630A1 - 발광 다이오드 패키지 제조방법 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 제조방법 Download PDF

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WO2015174630A1
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light emitting
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오윤석
이기연
문형수
김보미
김지만
박철민
양춘봉
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코닝정밀소재 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode package, and more particularly, to a method of manufacturing a light emitting diode package that does not require an additional heat treatment process and a cutting process for the color conversion frit after adhesion between the color conversion frit and the light emitting diode chip.
  • a light emitting diode is a semiconductor device that emits light by flowing a current through a compound such as gallium arsenide, and injects minority carriers such as electrons or holes by using a pn junction structure of a semiconductor, To emit light.
  • Such a light emitting diode has low power consumption, long life, can be installed in a narrow space, and has strong vibration resistance.
  • a light emitting diode is used as a display device and a backlight thereof, and recently, research is being applied to apply it to general lighting, and white light emitting diodes in addition to a single color component light emitting diode of red, blue, or green have been released.
  • white light emitting diodes are applied to automobile and lighting products, the demand is expected to increase rapidly.
  • a method of realizing white can be classified into two types.
  • the first method is to install red, green, and blue LED chips adjacent to each other, and mix white light emitted from each LED chip to realize white color.
  • each light emitting diode chip has different thermal or temporal characteristics, there is a limit in uniformly mixing colors, such as color tone, in particular, color unevenness.
  • the second method is to arrange a phosphor on the LED chip so that a part of the first emission of the LED chip and the secondary emission wavelength-converted by the phosphor are mixed to realize white color.
  • a white phosphor can be obtained by distributing a yellow-green or yellow light-emitting phosphor as part of the excitation source on a light-emitting diode chip emitting blue light, by blue light-emitting of the light-emitting diode chip and yellow-green or yellow light-emitting of the phosphor.
  • a method of realizing white light using a blue light emitting diode chip and a phosphor is widely used.
  • the phosphor that implements the white light by the action with the blue light emitting diode chip may be mixed and used in the frit.
  • the frit mixed with the phosphor to the light emitting diode chip, it was prepared in the form of dough and coated on the light emitting diode chip and then fired.
  • the firing temperature at this time is 500 ° C or higher, and the light emitting diode chip having thermal stability at 200 ° C or lower cannot withstand this firing temperature. That is, there is a problem that the LED chip deteriorates when firing at the above temperature.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention does not require additional heat treatment process and cutting process for the color conversion frit after adhesion between the color conversion frit and the light emitting diode chip. It is to provide a method of manufacturing a light emitting diode package.
  • the color conversion frit forming step of forming a color conversion frit containing a phosphor on the substrate;
  • a color conversion frit bonding step of adhering the color conversion frit transferred to the transfer film to a light emitting diode chip.
  • the color conversion frit forming step may include a coating process of coating the color conversion frit on the substrate and a firing process of baking the coated color conversion frit.
  • the color conversion frit may be coated in a size corresponding to the light emitting diode chip.
  • the frit for color conversion may be patterned in a form corresponding to the plurality of light emitting diode chips.
  • the substrate may be a boron nitride (BN) substrate or a graphite substrate.
  • BN boron nitride
  • a pressure sensitive adhesive (PSA) film may be used as the transfer film.
  • the light emitting diode chip and the color conversion frit may be adhered to each other using an adhesive.
  • the light emitting diode chip may be a blue light emitting diode chip
  • the phosphor may be a phosphor that wavelength-converts a part of light emitted from the blue light emitting diode chip to yellow.
  • the color conversion frit adhesion step it may further comprise the step of removing the transfer film from the color conversion frit.
  • the method may further include mounting the LED chip on a package substrate.
  • a color conversion frit for implementing white light of a light emitting diode is coated and baked on a substrate in a desired pattern, transferred to a transfer film, and then the color conversion frit transferred to a transfer film is transferred to a light emitting diode chip.
  • bonding no additional heat treatment and cutting process is required for the color conversion frit after adhesion between the color conversion frit and the light emitting diode chip.
  • the process of forming the color conversion frit on the light emitting diode chip after the bonding process is completed through which the mother substrate on which the light emitting diode chip is formed by conventional heat treatment is bent or the light emitting diode chip Since the risk of cracking in the color conversion frit during the separate cutting process can be cut off at the source, it is possible to simplify the light emitting diode package manufacturing process and minimize the incidence of defects.
  • the size of the light emitting diode chip before the adhesion between the color conversion frit and the light emitting diode chip, by patterning the color conversion frit in accordance with the size of the light emitting diode by screen printing or spray method, the size of the light emitting diode chip to the desired size without restriction You can create frits for color conversion.
  • FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
  • 2 to 8 is a process schematic diagram showing a light emitting diode package manufacturing method according to an embodiment of the present invention in the order of process.
  • a method of manufacturing a light emitting diode package is a method of manufacturing a white light emitting diode package (200 of FIG. 8).
  • the light emitting diode package manufacturing method includes a color conversion frit forming step (S1), a color conversion frit transfer step (S2) and a color conversion frit bonding step (S3).
  • the color conversion frit forming step S1 is a step of forming the color conversion frit 100 including the phosphor on the substrate 110.
  • the phosphor is a material that converts the wavelength of light emitted from the light emitting diode chip 130 (see FIG. 6) to generate wavelength converted light, that is, fluorescence.
  • the light emitting diode chip (130 of FIG. 6) is a material that converts the wavelength of light emitted from the light emitting diode chip 130 (see FIG. 6) to generate wavelength converted light, that is, fluorescence.
  • a blue light emitting diode chip in order to realize the white light through the mixing of the blue light, it is mixed in the frit powder color frit 100 for conversion
  • a phosphor for wavelength converting a part of light emitted from the blue light emitting diode chip into yellow may be used.
  • the phosphor is mixed with the frit powder and dispersed in the solvent, the phosphor is made into the color conversion frit 100, it is preferable that a phosphor made of a material having excellent dispersibility is used, and the long-term reliability is excellent. More preferably, phosphors made of materials are used.
  • the color conversion frit forming step S1 may include a coating process and a firing process.
  • the color conversion frit 100 made of a paste or paste is coated on the substrate 110.
  • the color conversion frit 100 is coated in a size corresponding to the light emitting diode chip 130. That is, in the coating process, the color conversion frit is formed on the upper surface of the light emitting diode chip 130, that is, the area and shape corresponding to the adhesive surface of the light emitting diode chip 130 adhered to the color conversion frit 100 through a subsequent process. 100 coated.
  • the color conversion frit 100 is patterned on the substrate 110 in a form corresponding to the plurality of light emitting diode chips 130.
  • a mask in which a pattern is formed in a shape corresponding to the plurality of light emitting diode chips 130 is manufactured, and the mask is disposed on screen printing or substrate 110 using the mask as a screen.
  • the color conversion frit 100 may be coated on the substrate 110 in a desired pattern.
  • the plurality of light emitting diode chips 130 may be converted into unit cells based on one light emitting diode chip 130.
  • the color conversion frit 100 is already patterned, i.e., partitioned for each LED chip 130, so that the cutting process is not necessary. Problems such as cracking can be prevented in advance.
  • the mask can be easily manufactured according to the size of the light emitting diode chip 130 without restriction on the size of the light emitting diode chip 130, it is possible to make the color conversion frit 100 to a desired size.
  • the substrate 110 used to form the color conversion frit 100 is a support for supporting the coated color conversion frit 100 in a subsequent process of firing the coated color conversion frit 100.
  • the substrate 110 may be a boron nitride (BN) substrate or a graphite substrate.
  • the frit 100 for color conversion coated on the substrate 110 is fired.
  • any further heat treatment process after the color conversion frit adhesion step S3 is performed.
  • the heat treatment for firing the color conversion frit 100 causes the LED chip 130 to deteriorate or the mother substrate 130a having the plurality of LED chips 130 to be bent, may occur. Will not be.
  • the color conversion frit transfer step (S2) is a color conversion frit 100 formed on the substrate 110 from the substrate 110 to the transfer film 120 It is a step of transferring. That is, in the color conversion frit transfer step (S2), after the transfer film 120 is disposed on the color conversion frit 100 formed on the substrate 110, the transfer film 120 is lowered and the color conversion is performed. After contacting the frit 100, a process of raising the transfer film 120 is performed. In this case, in order to further improve the transfer rate to the transfer film 120, the transfer film 120 may be heated or rubbed with a roller while being in contact with the color conversion frit 100.
  • the color conversion frit 100 formed on the substrate 110 is separated from one surface of the substrate 110 and transferred to one surface of the transfer film 120 as it was formed on the substrate 110.
  • a PSA (pressure sensitive adhesive) film may be used as the transfer film 120 transferring the color conversion frit 100.
  • the color conversion frit bonding step (S3) is a step of bonding the color conversion frit 100 transferred to the transfer film 120 to the light emitting diode chip 130.
  • the adhesive is applied to the adhesive surface of the light emitting diode chip 130, that is, the light is emitted by adhering the color conversion frit 100 to the applied adhesive.
  • the diode chip 130 is adhered to the color conversion frit 100.
  • a plurality of light emitting diode chips 130 provided in the embodiment of the present invention may be formed on, for example, a mother substrate 130a formed of a GaN substrate.
  • the light emitting diode chip 130 is a light source that emits light by an applied current, and is composed of a forward junction between an n-type semiconductor layer providing electrons and a p-type semiconductor layer providing holes.
  • the light emitting diode chip 130 provided in the embodiment of the present invention is provided with a blue light emitting diode chip to emit blue light. Part of the emitted blue light is wavelength-converted to yellow by the phosphor included in the color conversion frit 100 disposed in the path through which light is emitted.
  • the light emitting diode package (200 of FIG. 8) manufactured according to the embodiment of the present invention is wavelength-converted by the blue light emitted from the blue light emitting diode chip 130 and the phosphor included in the color conversion frit 100.
  • White light is realized through the mixing of yellow light.
  • the light emitting diode chip 130 provided in the embodiment of the present invention may be provided as a flip chip. Accordingly, the lower surface of the light emitting diode chip 130 is fused to the package substrate (140 of FIG. 8) provided with a printed circuit board (PCB) or the like to electrically connect the light emitting diode chip 130 to the package substrate (140 of FIG. 8).
  • An electrode (131 of FIG. 8) or an electrode pattern to be connected to each other may be formed.
  • the color conversion frit 100 is transferred from the color conversion frit 100.
  • the process of removing the film 120 may be performed.
  • the transfer film 120 is removed from the color conversion frit 100, a unit in which the plurality of light emitting diode chips 130 is based on one light emitting diode chip 130.
  • the light emitting diode chip 130 is mounted on the package substrate 140 by fusion bonding the electrode 131 formed on the bottom surface of the light emitting diode chip 130 to the electrode portion of the package substrate 140.
  • the manufacturing of the LED package 200 according to the embodiment of the present invention is completed.
  • the light emitting diode package manufacturing method is coated and baked in a desired pattern on the substrate 110 for the color conversion frit 100, and then transferred to the transfer film 120 After the process of adhering the color conversion frit 100 transferred to the transfer film 120 to the light emitting diode chip 130, no further heat treatment and cutting process for the color conversion frit 100 Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the LED chip 130 caused by the heat treatment process or the crack generation of the color conversion frit 100 caused by the cutting process. That is, through the LED package manufacturing method according to an embodiment of the present invention, it is possible to simplify the manufacturing process of the LED package 200, it is possible to minimize the failure rate.
  • electrode 130a mother substrate
  • package substrate 200 light emitting diode package

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 색변환용 프릿과 발광 다이오드 칩 간의 접착 후 색변환용 프릿에 대한 추가적인 열처리 공정 및 커팅 공정이 필요치 않는 발광 다이오드 패키지 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은, 형광체가 포함되어 있는 색변환용 프릿을 기재 상에 형성하는 색변환용 프릿 형성단계; 상기 기재 상에 형성된 상기 색변환용 프릿을 상기 기재로부터 전사필름으로 전사시키는 색변환용 프릿 전사단계; 및 상기 전사필름에 전사된 상기 색변환용 프릿을 발광 다이오드 칩에 접착시키는 색변환용 프릿 접착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법을 제공한다.

Description

발광 다이오드 패키지 제조방법
본 발명은 발광 다이오드 패키지 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 색변환용 프릿과 발광 다이오드 칩 간의 접착 후 색변환용 프릿에 대한 추가적인 열처리 공정 및 커팅 공정이 필요치 않는 발광 다이오드 패키지 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체 소자로, 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 전자나 정공과 같은 소수 캐리어를 주입하고, 이들의 재결합에 의해 빛을 발광시킨다.
이러한 발광 다이오드는 소비 전력이 적고, 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고, 진동에도 강한 특성을 갖는다. 또한, 발광 다이오드는 표시 소자 및 이의 백라이트로 이용되고 있으며, 최근에는 이를 일반 조명에도 적용하기 위한 연구가 진행 중에 있고, 적색, 청색 또는 녹색의 단일 색성분 발광 다이오드 외에 백색 발광 다이오드들이 출시되고 있다. 특히, 백색 발광 다이오드는 자동차 및 조명용 제품에 응용되면서, 그 수요가 급격히 증가할 것으로 예상된다.
발광 다이오드 기술에서, 백색을 구현하는 방식은 크게 두 가지로 구분 가능하다. 첫 번째는 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드 칩을 인접하게 설치하고, 각 발광 다이오드 칩으로부터 발광된 빛을 혼색시켜 백색을 구현하는 방식이다. 그러나 각각의 발광 다이오드 칩은 열적 또는 시간적 특성이 상이하기 때문에, 사용 환경에 따라 색조가 변하고, 특히, 색 얼룩이 발생하는 등 색을 균일하게 혼합하는 데에는 한계가 있다. 두 번째는 형광체를 발광 다이오드 칩 상에 배치시켜, 발광 다이오드 칩의 일차 발광의 일부와 형광체에 의해 파장 변환된 이차 발광이 혼색되어 백색을 구현하는 방식이다. 예를 들어, 청색으로 발광하는 발광 다이오드 칩 상에 그 광의 일부를 여기원으로서 황록색 또는 황색 발광하는 형광체를 분포시켜 발광 다이오드 칩의 청색 발광과 형광체의 황록색 또는 황색 발광에 의해 백색을 얻을 수 있다. 현재는 이와 같이 청색 발광 다이오드 칩과 형광체를 이용하여 백색광을 구현하는 방법이 보편화되어 있다.
한편, 청색 발광 다이오드 칩과의 작용으로 백색광을 구현하는 형광체는 프릿에 혼합되어 사용될 수 있다. 종래에는 이와 같이 형광체가 혼합된 프릿을 발광 다이오드 칩에 직접 접합하기 위해, 이를 반죽 형태로 제조하여 발광 다이오드 칩 상에 코팅한 후 소성하였다. 하지만, 이때의 소성 온도는 500℃ 이상으로, 200℃ 이하에서 열적 안정성을 가지는 발광 다이오드 칩은 이 소성 온도를 견딜 수 없다. 즉, 상기와 같은 온도로 소성 시 발광 다이오드 칩이 열화되는 문제가 있었다. 또한, 형광체가 혼합된 프릿을 발광 다이오드 칩 상에 코팅한 후 소성과 같은 열처리를 하게 되면, 예컨대, 다수의 발광 다이오드가 형성되어 있는 모기판인 GaN 기판이 휘어지는 문제가 발생될 가능성이 있고, 이와 같이, GaN 기판이 휘어질 경우, 이에 형성되어 있는 다수의 발광 다이오드 칩 전체를 사용하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 상기와 같은 열화 문제를 해결하기 위해, 저온 소성이 가능한 형광체 혼합 물질을 사용하더라도 다수의 발광 다이오드 칩을 커팅하는 과정에서 박리가 일어나거나 깨지는 문제가 발생할 수 있다.
[선행기술문헌]
미국 공개특허공보 US2013/0026461(2013.01.31.)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 색변환용 프릿과 발광 다이오드 칩 간의 접착 후 색변환용 프릿에 대한 추가적인 열처리 공정 및 커팅 공정이 필요치 않는 발광 다이오드 패키지 제조방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 형광체가 포함되어 있는 색변환용 프릿을 기재 상에 형성하는 색변환용 프릿 형성단계; 상기 기재 상에 형성된 상기 색변환용 프릿을 상기 기재로부터 전사필름으로 전사시키는 색변환용 프릿 전사단계; 및 상기 전사필름에 전사된 상기 색변환용 프릿을 발광 다이오드 칩에 접착시키는 색변환용 프릿 접착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 색변환용 프릿 형성단계는, 상기 기재 상에 상기 색변환용 프릿을 코팅하는 코팅과정 및 코팅된 상기 색변환용 프릿을 소성하는 소성과정을 포함할 수 있다.
이때, 상기 코팅과정에서는 상기 발광 다이오드 칩과 대응되는 크기로 상기 색변환용 프릿을 코팅할 수 있다.
또한, 상기 코팅과정에서는 복수 개의 상기 발광 다이오드 칩에 대응되는 형태로 상기 색변환용 프릿을 패터닝할 수 있다.
그리고 상기 기재로는 BN(boron nitride) 기판 또는 그라파이트 기판을 사용할 수 있다.
아울러, 상기 색변환용 프릿 전사단계에서는 상기 전사필름으로 PSA(pressure sensitive adhesive) 필름을 사용할 수 있다.
또한, 상기 색변환용 프릿 접착단계에서는 접착제를 매개로 상기 발광 다이오드 칩과 상기 색변환용 프릿을 접착시킬 수 있다.
그리고 상기 발광 다이오드 칩은 청색 발광 다이오드 칩이고, 상기 형광체는 상기 청색 발광 다이오드 칩으로부터 발광된 광의 일부를 황색으로 파장 변환시키는 형광체일 수 있다.
게다가, 상기 색변환용 프릿 접착단계 후, 상기 색변환용 프릿으로부터 상기 전사필름을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전사필름 제거 후, 상기 발광 다이오드 칩을 패키지 기판에 실장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 다이오드의 백색광 구현을 위한 색변환용 프릿을 기재 상에 원하는 패턴으로 코팅 및 소성하고, 이를 전사필름에 전사한 다음, 전사필름에 전사된 색변환용 프릿을 발광 다이오드 칩에 접착함으로써, 색변환용 프릿과 발광 다이오드 칩 간의 접착 후 색변환용 프릿에 대한 추가적인 열처리 공정 및 커팅 공정이 필요치 않게 된다.
즉, 본 발명에 따르면, 접착 공정을 끝으로 발광 다이오드 칩 상에 색변환용 프릿을 형성하는 공정이 완료되고, 이를 통해, 종래 열처리에 의해 발광 다이오드 칩이 형성되어 있는 모기판이 휘어지거나 발광 다이오드 칩 별로 분리하는 커팅 공정 시 색변환용 프릿에 크랙이 발생되는 위험을 원천적으로 차단시킬 수 있어, 결국, 발광 다이오드 패키지 제조 공정을 간소화시킬 수 있고, 불량 발생률을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 색변환용 프릿과 발광 다이오드 칩 간의 접착 전, 스크린 인쇄 또는 스프레이 방식으로 색변환용 프릿을 발광 다이오드의 크기에 맞게 패터닝함으로써, 발광 다이오드 칩의 크기에 제약 없이 원하는 크기로 색변환용 프릿을 만들 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법을 나타낸 공정 흐름도.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법을 공정 순으로 나타낸 공정 모식도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법은 백색 발광 다이오드 패키지(도 8의 200)를 제조하는 방법이다. 이러한 발광 다이오드 패키지 제조방법은 색변환용 프릿 형성단계(S1), 색변환용 프릿 전사단계(S2) 및 색변환용 프릿 접착단계(S3)를 포함한다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 색변환용 프릿 형성단계(S1)는 형광체가 포함되어 있는 색변환용 프릿(100)을 기재(110) 상에 형성하는 단계이다. 여기서, 형광체는 발광 다이오드 칩(도 6의 130)에서 방출되는 광의 파장을 변환하여 파장 변환광, 즉, 형광을 발생시키는 물질이다. 본 발명의 실시 예에서, 발광 다이오드 칩(도 6의 130)으로는 청색 발광 다이오드 칩이 구비되므로, 이러한 청색광과의 혼색을 통한 백색광 구현을 위해, 프릿 분말에 혼합되어 색변환용 프릿(100)을 이루는 형광체로는 청색 발광 다이오드 칩으로부터 발광된 광의 일부를 황색으로 파장 변환시키는 형광체가 사용될 수 있다. 또한, 형광체는 프릿 분말에 혼합되어 용제에 분산된 후, 페이스트 상태의 색변환용 프릿(100)으로 만들어지므로, 분산성이 우수한 물질로 이루어진 형광체가 사용되는 것이 바람직하고, 아울러, 장기 신뢰성이 우수한 물질로 이루어진 형광체가 사용되는 것이 더욱 바람직하다.
이와 같은 형광체가 포함되어 있는 색변환용 프릿(100)을 기재(110) 상에 형성하기 위해, 색변환용 프릿 형성단계(S1)는 코팅과정 및 소성과정을 포함할 수 있다.
먼저, 코팅과정에서는 기재(110) 상에 페이스트(paste) 혹은 반죽 형태로 이루어진 색변환용 프릿(100)을 코팅한다. 이때, 코팅과정에서는 발광 다이오드 칩(130)과 대응되는 크기로 색변환용 프릿(100)을 코팅한다. 즉, 코팅과정에서는 발광 다이오드 칩(130)의 상면, 즉, 후속 공정을 통해 색변환용 프릿(100)과 접착되는 발광 다이오드 칩(130)의 접착면과 대응되는 면적 및 형태로 색변환용 프릿(100)을 코팅한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서, 발광 다이오드 칩(130)은 모기판(130a)에 복수 개로 구비된다. 이에 따라, 코팅과정에서는 복수 개의 발광 다이오드 칩(130)에 대응되는 형태로 색변환용 프릿(100)을 기재(110) 상에 패터닝한다. 예를 들어, 코팅과정에서는 복수 개의 발광 다이오드 칩(130)에 대응되는 형태로 패턴이 형성되어 있는 마스크를 제작하고, 이 마스크를 스크린으로 하는 스크린 인쇄 또는 기재(110) 상에 마스크를 배치한 후 색변환용 프릿(100)을 분사하는 스프레이 방식을 사용한 패터닝을 통해, 기재(110) 상에 색변환용 프릿(100)을 원하는 패턴으로 코팅할 수 있다. 이와 같이, 복수 개의 발광 다이오드 칩(130)에 대응되는 형태로 색변환용 프릿(100)을 패터닝하면, 복수 개의 발광 다이오드 칩(130)을 하나의 발광 다이오드 칩(130)을 기준으로 하는 단위 셀로 커팅하는 공정 시 색변환용 프릿(100)은 이미 각각의 발광 다이오드 칩(130)에 맞게 패터닝 즉, 분할되어 있으므로, 이에 대한 커팅 공정은 필요치 않게 되어, 종래 색변환용 프릿 커팅 시 발생되었던 박리나 깨어짐 등의 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 발광 다이오드 칩(130)의 크기에 제약 없이 발광 다이오드 칩(130)의 크기에 맞게 마스크를 용이하게 제작할 수 있으므로, 원하는 크기로 색변환용 프릿(100)을 만들 수 있다.
한편, 색변환용 프릿(100) 형성에 사용되는 기재(110)는 코팅된 색변환용 프릿(100)을 소성하는 후속 공정 시 이를 지지하는 지지체이다. 본 발명의 실시 예에서, 이러한 기재(110)로는 BN(boron nitride) 기판 또는 그라파이트 기판을 사용할 수 있다.
그 다음, 소성과정에서는 기재(110) 상에 코팅된 색변환용 프릿(100)을 소성한다. 이와 같이, 후속 공정으로 진행되는 색변환용 프릿 접착단계(S3) 전에 박막 혹은 기판 형태의 색변환용 프릿(100) 제조가 완료되면, 색변환용 프릿 접착단계(S3) 후 더 이상의 어떠한 열처리 공정도 수반되지 않기 때문에, 색변환용 프릿(100) 소성을 위한 열처리로 인해 발광 다이오드 칩(130)이 열화되거나 복수 개의 발광 다이오드 칩(130)이 형성되어 있는 모기판(130a)이 휘어지는 문제는 발생되지 않게 된다.

다음으로, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 색변환용 프릿 전사단계(S2)는 기재(110) 상에 형성된 색변환용 프릿(100)을 기재(110)로부터 전사필름(120)으로 전사시키는 단계이다. 즉, 색변환용 프릿 전사단계(S2)에서는 기재(110) 상에 형성된 색변환용 프릿(100) 상부에 전사필름(120)을 배치한 후, 전사필름(120)을 하강시켜 이를 색변환용 프릿(100)에 접촉시킨 다음, 전사필름(120)을 상승시키는 과정을 진행한다. 이때, 전사필름(120)으로의 전사율을 보다 향상시키기 위해, 전사필름(120)을 색변환용 프릿(100)에 접촉시킨 상태에서 열을 가해주거나 롤러로 문질러 줄 수도 있다.
이를 통해, 기재(110) 상에 형성되어 있는 색변환용 프릿(100)은 기재(110)의 일면으로부터 분리되고, 기재(110) 상에 형성되었던 형태 그대로 전사필름(120)의 일면으로 전사된다. 본 발명의 실시 예에서, 이와 같이, 색변환용 프릿(100)을 전사시키는 전사필름(120)으로는 PSA(pressure sensitive adhesive) 필름을 사용할 수 있다.

다음으로, 색변환용 프릿 접착단계(S3)는 전사필름(120)에 전사된 색변환용 프릿(100)을 발광 다이오드 칩(130)에 접착시키는 단계이다. 색변환용 프릿 접착단계(S3)에서는 접착제를 매개로, 즉, 발광 다이오드 칩(130)의 접착면에 접착제를 도포한 후, 도포된 접착제에 색변환용 프릿(100)을 접착시키는 방식으로 발광 다이오드 칩(130)과 색변환용 프릿(100)을 접착시킨다.
여기서, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서 구비되는 발광 다이오드 칩(130)은 예컨대, GaN 기판으로 이루어진 모기판(130a)에 복수 개 형성될 수 있다. 이러한 발광 다이오드 칩(130)은 인가되는 전류에 의해 광을 방출하는 광원으로, 전자(electron)를 제공하는 n형 반도체층과 정공(hole)을 제공하는 p형 반도체층의 순방향 접합으로 이루어진다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 구비되는 발광 다이오드 칩(130)은 청색 발광 다이오드 칩으로 구비되어, 청색광을 발광하게 된다. 이와 같이 발광된 청색광의 일부는 광이 방출되는 경로에 배치되는 색변환용 프릿(100)에 포함되어 있는 형광체에 의해 황색으로 파장 변환된다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 발광 다이오드 패키지(도 8의 200)는 청색 발광 다이오드 칩(130)으로부터 발광된 청색광과 색변환용 프릿(100)에 포함되어 있는 형광체에 의해 파장 변환된 황색광의 혼색을 통해 백색광을 구현하게 된다. 그리고 본 발명의 실시 예에서 구비되는 발광 다이오드 칩(130)은 플립 칩(flip chip)으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 칩(130)의 하면에는 인쇄회로기판(PCB) 등으로 구비되는 패키지 기판(도 8의 140)에 융착되어 발광 다이오드 칩(130)을 패키지 기판(도 8의 140)에 전기적으로 연결시키는 전극(도 8의 131) 또는 전극 패턴이 형성될 수 있다.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 색변환용 프릿 접착단계(S3)를 통해, 발광 다이오드 칩(130)에 색변환용 프릿(100)을 접착시킨 후, 색변환용 프릿(100)으로부터 전사필름(120)을 제거하는 공정을 진행할 수 있다.

마지막으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 색변환용 프릿(100)으로부터 전사필름(120)을 제거한 후, 복수 개의 발광 다이오드 칩(130)을 하나의 발광 다이오드 칩(130)을 기준으로 하는 단위 셀로 커팅한 다음, 발광 다이오드 칩(130)의 하면에 형성되어 있는 전극(131)을 패키지 기판(140)의 전극부에 융착시키는 방식으로, 발광 다이오드 칩(130)을 패키지 기판(140)에 실장하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(200)의 제조가 완료된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법은 색변환용 프릿(100)을 기재(110) 상에 원하는 패턴으로 코팅 및 소성하고, 이를 전사필름(120)에 전사한 다음, 전사필름(120)에 전사된 색변환용 프릿(100)을 발광 다이오드 칩(130)에 접착하는 공정 후, 색변환용 프릿(100)에 대한 더 이상의 열처리 공정 및 커팅 공정을 진행하지 않는 방법이므로, 열처리 공정으로 유발되는 발광 다이오드 칩(130)의 열화나 커팅 공정으로 유발되는 색변환용 프릿(100)의 크랙 발생을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법을 통해, 발광 다이오드 패키지(200) 제조 공정을 간소화시킬 수 있고, 불량 발생률을 최소화시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
[부호의 설명]
100: 색변환용 프릿 110: 기재
120: 전사필름 130: 발광 다이오드 칩
131: 전극 130a: 모기판
140: 패키지 기판 200: 발광 다이오드 패키지

Claims (10)

  1. 형광체가 포함되어 있는 색변환용 프릿을 기재 상에 형성하는 색변환용 프릿 형성단계;
    상기 기재 상에 형성된 상기 색변환용 프릿을 상기 기재로부터 전사필름으로 전사시키는 색변환용 프릿 전사단계; 및
    상기 전사필름에 전사된 상기 색변환용 프릿을 발광 다이오드 칩에 접착시키는 색변환용 프릿 접착단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색변환용 프릿 형성단계는,
    상기 기재 상에 상기 색변환용 프릿을 코팅하는 코팅과정, 및
    코팅된 상기 색변환용 프릿을 소성하는 소성과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코팅과정에서는 상기 발광 다이오드 칩과 대응되는 크기로 상기 색변환용 프릿을 코팅하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코팅과정에서는 복수 개의 상기 발광 다이오드 칩에 대응되는 형태로 상기 색변환용 프릿을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기재로는 BN(boron nitride) 기판 또는 그라파이트 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 색변환용 프릿 전사단계에서는 상기 전사필름으로 PSA(pressure sensitive adhesive) 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 색변환용 프릿 접착단계에서는 접착제를 매개로 상기 발광 다이오드 칩과 상기 색변환용 프릿을 접착시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 청색 발광 다이오드 칩이고, 상기 형광체는 상기 청색 발광 다이오드 칩으로부터 발광된 광의 일부를 황색으로 파장 변환시키는 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 색변환용 프릿 접착단계 후, 상기 색변환용 프릿으로부터 상기 전사필름을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전사필름 제거 후, 상기 발광 다이오드 칩을 패키지 기판에 실장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
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