KR100712877B1 - 새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법 - Google Patents

새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100712877B1
KR100712877B1 KR1020050124350A KR20050124350A KR100712877B1 KR 100712877 B1 KR100712877 B1 KR 100712877B1 KR 1020050124350 A KR1020050124350 A KR 1020050124350A KR 20050124350 A KR20050124350 A KR 20050124350A KR 100712877 B1 KR100712877 B1 KR 100712877B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led chip
manufacturing
emitting device
light emitting
powder
Prior art date
Application number
KR1020050124350A
Other languages
English (en)
Inventor
오영식
윤정현
이수환
Original Assignee
루미마이크로 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루미마이크로 주식회사 filed Critical 루미마이크로 주식회사
Priority to KR1020050124350A priority Critical patent/KR100712877B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100712877B1 publication Critical patent/KR100712877B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 백색발광소자의 제조방법은 LED칩 탑재용 부재상에 LED칩을 탑재하는 단계; 상기 탑재된 LED칩을 밀봉하고, 상기 LED칩에서 방출되는 광을 형광 변환하여 백색광을 현출되도록 하는 형광물질이 혼합된 투명수지부를 형성하는 단계; 및 상기 투명수지부를 상기 LED칩이 탑재된 부재상에 몰딩하는 단계를 포함하는 것으로서, 상기 투명수지부를 형성하는 단계는 수지원료와 형광체를 혼합하고, 상기 혼합체를 고상의 분말수지로 변환하여 테블릿을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이처럼 투명수지부가 에폭시 수지와 형광체를 초기에 혼합하여 고상성형하고, 분말분쇄 하여 다시 열을 가하여 테블릿을 형성함으로써, 믹싱 과정을 두 번 거치게 하고, 형광물질이 비중에 의한 침강 없이 투명수지부 전체에 고르게 분포되게 되어, 발광되는 빛이 색 균일성 및 제조 재현성이 뛰어난 백색 발광소자의 제조방법을 제공하게 된다.
투명 에폭시 수지, LED, 몰딩 컴파운드, 본딩 와이어, 형광물질, 테블릿,

Description

새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법{Manufacturing method of White LED package by new molding compound method}
도 1a는 종래 기술에 따른 램프 형태의 백색 발광소자에 대한 개략적인 단면도,
도 1b는 종래 기술에 따른 트랜스퍼 몰딩 방식에 의해 제조된 백색 발광소자에 대한 개략적인 단면도,
도 1c는 종래 기술에 따른 인젝션 몰드 하우징 패키지를 이용하여 제조된 칩 형태의 백색 발광소자의 개략적인 단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 백색 발광소자의 제조방법의 흐름도를 예시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 백색 발광소자의 제조방법의 흐름도를 예시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 백색 발광소자의 제조방법에 의해 제조된 백색 발광소자의 일례를 예시한 도면,
도 5a는 종래 기술에 따른 제조방법에 따라 제조된 백색 발광소자에서 발광된 색분포를 그래프로 나타낸 도면,
도 5b는 본 발명에 따른 제조방법에 따라 제조된 백색 발광소자에서 발광된 색분포를 그래프로 나타낸 도면이다.
본 발명은 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리드프레임이나 PCB기판에 탑재되어 있는 LED칩을 밀봉하고 형광물질이 혼합되어 있는 투명수지부를 새로운 몰딩 컴파운드 방법을 이용하여 제조하여 몰딩함으로써, 형광물질이 고르게 분포되게 하여 색 균일도 및 재현성이 우수한 백색 발광소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현재 백색 LED 소자는 그 적용분야가 지속적으로 확대되고 있다. 디스플레이 소자를 비롯한 각종 기기의 백라이트용 소자나 형광등과 같은 전기 기기용 소자뿐만이 아니라 많은 종류의 신호 소자에도 백색 LED 소자가 사용되고 있다.
백색 LED 소자는, 청색 혹은 자외선 LED 칩에서 방출되는 광의 일부를 더 긴 파장으로 형광 변환함으로써, 백색광을 방출하는 소자이다. 즉, 방출광의 일부는 더 긴 파장을 가진 광으로 변환되고, 이와 같이 파장이 변환된 광이 나머지 파장이 변환되지 않은 광과 결합하여 백색광을 만들어낸다.
자외선광(λ= 350nm 에서 410nm) 또는 청색광(λ= 440nm 에서 75nm)을 다른 파장을 가진 광으로 변환시키는 데는 형광 안료가 사용된다. 예컨대, 청색을 발광 하는 LED칩은 황색의 형광체와 조합하여 적색과 녹색을 나타내지 않고 최종적으로 인간의 눈에는 백색으로 보이게 된다.
백색 LED 소자를 제조하는 방법으로 지금까지 여러 가지 방법이 제시되었다. 백색 LED 소자의 제조방법은 제조하고자 하는 LED 소자의 유형에 따라서 달라질 수가 있다.
이하에서는 종래 기술에 따라서 청색 LED 칩을 사용하여 백색LED 소자를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 트랜스퍼 몰딩 방식을 사용하여 LED 소자를 제조할 수도 있다. 이 방법은 고체 상태의 에폭시 수지 분말 및 형광 안료가 혼합된 재료를 이용하여 특정한 형상의 테블릿(tablet)을 만든다. 다음으로, 고온에서 이 태블릿에 높은 압력을 가하면 태블릿이 녹아서 LED 칩이 장착된 각 금형의 빈 공간으로 이동하여 몰딩이 이루어지게 된다.
또한, 형광 안료가 혼합된 액상의 에폭시 수지를 이용하는 방법이 있다. 이 방법은 인젝션 몰드된 하우징 패키지 안에 청색 LED칩을 장착하고 소정의 형광 안료가 혼합된 액상의 에폭시 수지를 이용하여 청색 LED칩을 프린팅법, 디스펜싱법을 사용하여 몰딩하는 방법이다.
또한, 램프형의 백색 LED 소자에서는 청색 LED칩 상의 일부분에만 형광 안료가 혼합된 액상 에폭시 수지를 포팅(potting)한다. 그리고, 램프 형태의 주형은 형광 안료가 포함되지 않은 에폭시 수지를 사용하여 몰딩한다.
상기한 방식들은 그 구체적인 방식은 서로 상이하나 에폭시 수지 및 여기에 혼합된 형광 안료를 이용하여 소정의 제조 공정을 진행한다는 점에서 공통점이 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 백색 LED소자는 LED칩에서 발생되는 광의 일부를 더 긴 파장의 광으로 변환시킴으로써, 전체적으로 백색광을 방출하는소자이다. LED칩은 GaAsP, GaAlAs, GaP, InGaAlP 또는 GaN 등의 화합물로 PN접합을 형성하는 반도체 소자로서, 위 PN접합에 소정의 전압을 가하면 전자 또는 정공이 이동하여 잉여 정공 또는 전자와 결합할 때 빛 에너지가 방출된다.
방출되는 빛 에너지는 단색 파장의 광이며, 청색 LED칩 또는 자외선 LED칩은 청색(파장이 약 440nm에서 475nm 사이)광 혹은 자외선(파장이 약 350nm에서 410nm 사이)광을 방출한다. 그리고, 방출되는 자외선광 또는 청색광은 형광체를 사용하여 다른 파장의 광으로 변환시킨다.
형광체는 LED칩을 보호하기 위한 에폭시 수지로 형성된 몰드에 분산되어 있는데, 상기 형광체가 몰드 내에 분산되어 있는 상태는 방출되는 백색광의 휘도 및 분광 분포 등에 큰 영향을 미친다.
도 1a 내지 도 1c에는 종래 기술에 따라 제조된 백색 LED소자에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
여기서, 도 1a는 램프 형태의 백색 LED소자이며, 도 1b는 트랜스퍼 몰딩법을 사용하여 제조된 칩 형태의 백색 LED소자이고, 도 1c는인젝션 몰드 하우징 패키지를 이용하여 제조된 칩 형태의 백색 LED소자이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 백색 LED소자는 청색 LED칩(14), 회로가 구성되어 있는 인쇄회로기판 또는 리드프레임 등과 같은 LED칩 탑재용 부재, 상기 청색 LED칩(14)을 상기 LED칩 탑재용 부재에 접착시키기 위한 접착제(16), 상기 청색 LED칩(14) 상에 형성된 본딩 패드와 상기 LED칩 탑재용 부재의 전극(20) 또는 리드 (22)와 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(18) 및 몰드(10, 12)를 포함한다.
그리고, 상기 몰드(10, 12)는 상기 LED칩(14)과 상기 본딩 와이어(18)를 봉지하고 있는 투광성 에폭시 수지(10)와 상기 에폭시 수지(10) 전체에 고르게 분산되어 있으며, 상기 청색 LED칩(14)으로부터 방출되는 광을 황색광으로 변환시키는 형광체(12)를 포함한다. 상기 형광체(12)로는 보통 황색 형광체로서 이트륨-알루미늄-가넷(Y3Al5O12 : Ce, YAG)계 화합물이 널리 사용되고 있다.
이와같이 형광물질이 투광성 에폭시 수지 전체 고르게 분산되어 있는 지 여부는 발광되는 색 균일도에 많은 영향을 미친다. 그래서 종래에 고체상의 분말수지를 이용하여 백색 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 형광물질의 혼합은 상당히 주요한 공정기술의 하나이다.
도 2는 종래의 백색발광소자의 제조방법에서 몰드를 형성 하기위하여 투명수지와 형광물질을 혼합하는 공정의 흐름도를 도시한 것이다.
투명수지로 된 원료를 혼합하고(S21), 이 혼합된 원료를 열을 가하여(S22) 고상 성형을 한다(S23). 성형된 고체 상태의 물질은 분쇄하여 분말로 형성하고(S24), 이 분말과 형광물질을 혼합하고 적정한 믹싱과정을 거친 후 이 혼합된 수지분말에 열을 가하여 일정 모양의 테블릿을 형성(S26)하여 몰드를 형성하였다.
그러나 이러한 종래의 방법은 분말수지에 형광물질을 혼합하여 열을 가함으로써(S25), 형광물질과 수지분말의 점도차이와 과립의 크기의 차이 때문에 한 쪽으로 형광물질이 지우치거나 뭉쳐 있는 등 고르게 분포되지 않았다.
이처럼 형광물질이 투명수지부에 균일하게 분포하지 못하게 되면, 색 분포가 많이 분산될 뿐만 아니라 형광 안료의 분산정도를 제어하는 것이 용이하지 않게 되어, 양질의 백색 LED 장치를 제조하기가 용이하지 않으며, 제조 재현성이 좋지 않다는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 본 발명에 따른 백색발광소자의 제조 방법을 제공하여, 투명수지로 된 몰딩 컴파운드 전체 형광물질을 균일하게 분포시키고 수명, 휘도, 색 균일도 및 제조 재현성이 뛰어난 백색 발광소자를 제조하는 데 있다.
본 발명에 따른 백색발광소자의 제조방법의 제1특징은 LED칩 탑재용 부재상에 LED칩을 탑재하는 단계; 상기 탑재된 LED칩을 밀봉하고, 상기 LED칩에서 방출되는 광을 형광 변환하여 백색광이 현출되도록 하는 형광체가 분말형태의 수지원료와 혼합되어 투명수지부를 형성하는 단계; 및 상기 LED칩이 탑재된 부재상에 상기 투명수지부를 몰딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 투명수지부를 형성하는 단계는 분말형태인 적어도 하나 이상의 수지원료와 형광체를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 수지를 고체상태로 성형 하기위해 가열하는 단계; 상기 고체상태의 성형물을 분말분쇄하는 단계; 및 상기 분말분쇄된 수지분말로부터 테블릿을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
더하여, 상기 분말분쇄하는 단계는 상기 고상성형을 분말분쇄한 분말과 형광체를 혼합하는 단계를 더 포함하는 것이 역시 바람직하다.
또한, 상기 수지원료를 혼합하는 단계에서 실리콘 수지를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 LED칩 탑재용 부재는 인쇄회로기판이나 리드프레임으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 LED칩을 탑재하는 단계는 본딩 와이어를 이용하여 LED칩과 탑재부를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 것이 역시 바람직하다. 그리고 상기 몰딩하는 단계는 트랜스퍼 몰딩 방식을 이용하는 것이 바람직하다.
삭제
이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백색발광소자의 제조방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 백색 발광소자의 제조방법에 관한 흐름도를 예시한 도면이다. 먼저, LED칩 탑재용 부재상에 LED칩을 탑재하고(S100), LED칩을 보호하고 밀봉하는 투명수지부를 그 탑재부에 몰딩한다(S300).
이 투명수지부의 제조방법(S200)으로서, 적어도 하나 이상의 수지원료와 형광체를 혼합(S210)한 후에, 이 혼합체를 열을 가하여(S220) 고상성형을 하고(S230), 이 고체 상태의 수지를 분말로 분쇄한다.(S240) 그리고 위의 분말에 다시 열을 가하여(S250) 녹여 냄으로써, 일정한 형태의 테블릿으로 형성되는 투명수지부를 제조(S200)하게 된다.
여기서 원료로 사용한 것은 투광성 에폭시 수지(주제)를 사용하는데, 비스페놀 A형 에폭시, 수소가 첨가된 비스페놀 A형 에폭시, 치환족 에폭시, 트리글리시딜 이소시아말레이트(TGIC)를 포함하는 에폭시를 혼합한다. 또한 첨가제로서, 산화방지제, UV 흡수제, 개질제 등을 첨가하여 투명수지부의 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 위와같은 수지원료에 실리콘 수지를 더 첨가하는 것이 바람직한데, 이는 결과적으로 투명수지부에 내열성 및 내습성이 향상되고, 성형성도 좋아지기 때문이다.
그리고 에폭시 수지원료와 형광체의 혼합은 에폭시(50%~80%)와 형광체(50%~20%)의 배합비로 형성하는데, 제품의 사양에 따라 달리 정할 수 있다.
이렇게 초기 단계에서 수지원료와 형광체를 혼합하고(S210), 약 130℃에서 30분 내지 40분 동안 액체상태에서 믹싱 한 다음, 산 무수물, 방향족 아민 변성물 또는 페놀 노보락 레진들과 같은 경화제 또는 경화 에폭시 등과 첨가제등을 첨가하고, 약 130℃ 내지 180℃에서 1 내지 3분간 믹싱한다.
믹싱된 액상의 혼합체를 150℃ 내지 180℃에서 1 내지 3시간 정도 가열하고(S220), 40℃ 내지 80℃에서 약 30분 내지 1시간 동안 숙성(aging)과정을 거쳐 고상성형을 하게 된다.(S230)
이렇게 함으로써, 액상의 투명수지부가 경하되면서 믹싱에 의하여 고루 분포, 분산된 형광체가 비중에 의해 밑으로 침강되는 것을 방지하게 되고, 그 비중과 점도의 차이가 줄어들어 분산성이 향상되게 됨으로써, 형광체가 고루 분포된 고상성형이 형성된다.
그리고 위 고상성형은 분말로 분쇄를 하여 다시 믹싱한 다음, 열을 가하여 녹여냄으로써 일정 모양의 테블릿(반 고체)을 형성하게 된다. 이 테블릿이 결국 LED칩이 탑재된 탑재부에 몰딩하게 되는 몰드로서 역할을 하게된다. 여기서 분말의 입자 크기는 테블릿의 크기 및 성형조건에 따라 결정되고, 분말 입자의 크기가 더욱 작아질수록 고루 분포 시킬수 있다.
더하여 위 고상성형을 분말분쇄한 분말에 형광체를 다시한번 혼합하여 믹싱과정을 더 거친 후, 테블릿을 형성하는 경우 더욱 형광체의 분포가 고르게 되고, 제품의 색 균일도(color uniformity)가 향상된다.
이와 같이 본 발명에서 제안한 백색 발광소자의 몰딩 컴파운드 방식은 초기 액상의 원료수지의 혼합단계에서 형광체를 혼합하고, 이를 경화시키고 고상화 하는 과정에서 형광체의 침강을 방지하고 분산성을 향상시키게 된다.
또한 위의 고상성형을 분말로 분쇄하여 다시 믹싱하고, 열을 가하여 몰드를 형성하게 됨으로써, 종래의 몰딩 컴파운드 방식에 비해 2중의 믹싱과 비중 차이에 의한 침강 및 과립크기에 의한 분산성의 저하를 방지할 수 있게 된다. 결국 이것은 형광체가 투명수지부 전체에 고루 분포시켜 색 균일성 및 제조 재현성을 현저히 향상 시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
그리고 나서 이미 제조된 탑재부를 알맞은 금형이 설치된 트랜스퍼 몰딩 프레스 상에 배열하고, 형광물질이 혼합된 몰딩 컴파운드 테블릿을 넣고 소정의 압 력, 온도 그리고 시간을 두어 외부와 전기적으로 연결된 LED칩이 탑재된 탑재부를 덮도록 성형하여 형광물질층을 형성하게 된다.
보다 구체적으로 에폭시 수지와 에폭시 수지의 경화에 대하여 살펴보면, 일반적으로 에폭시 수지는 비스페놀 A[2,2-비스(4'-옥시페놀)프로판]와 에피클로르히드린을 수산화나트륨의 존재하에서 작용시키면 분자량 300~4,000의 제1차 수지(프레폴리머)가 생긴다. 제1차 수지는 원료의 배합조건에 따라 기름 모양의 것에서 연화점(軟化點) 160℃ 가까운 고체 모양의 것까지 얻을 수 있기 때문에 후일의 용도에 따라 반응조건을 선택할 수 있다.
제1차 수지에 m-페닐렌디아민 등 아민, 프탈산 무수물 등 산(이들을 경화제라고 한다)을 첨가하면 에폭시기의 고리열림[開環] 및 히드록시기와의 반응이 일어나 다리결합이 이루어져 경화제의 종류나 반응조건에 따라 각각 성질이 다른 수지가 생긴다.
에폭시수지는 비중 1.230~1.189이며, 굽힘강도·굳기[硬度] 등 기계적 성질이 우수하다. 경화시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고, 경화할 때는 재료면에 큰 접착력을 가진다. 가연성(可燃性)·내약품성이 크지만 강한 산과 강한 염기에는 약간 침식된다. 안료(顔料)를 첨가함으로써 마음대로 착색할 수 있고, 또 내일광성(耐日光性)도 크다. 주형(注型)· 매입(埋) · 봉입(封入) 등 뛰어난 가공성을 보인다.
이상과 같은 성능을 이용하여 접착제·도료·라이닝 재료·주형품 재료·적층판(積層板)·염화비닐수지의 안정제 등 그 용도가 다양하다.
또한, 에폭시 수지의 장점중 하나는 상온에서 쉽게 열경화성의 물질로 만들 수 있다는 것이며, 이러한 현상(경화)을 에폭시 수지의 경화라 한다. 이렇게 경화하기 위해서는 소위 경화제라고 하는 것이 사용되는데, 경화제는 에폭시와 반응하기 쉬운 물질들이 쓰여 진다. 경화제는 일반적으로 촉매와는 다른 개념으로 촉매는 반응을 일으키기는 하지만 반응물에 직접반응을 하여 고분자의 한 부분으로 존재하지는 않는 것이며, 경화제는 반응을 통해 직접 반응물의 한 부분이 되는 것이다.
경화반응은 발열반응이어서 반응이 개시되면서 부터 열이 발생한다. 그러나 반응을 시키기 위해서는 가열을 필요로 하는 경우도 있다.
일반적으로 가열하면 그 가열온도에 비례하여 경화반응을 완결시키는데 필요한 시간을 단축시킬 수가 있다. 그러나 온도가 너무 높은 상태에서 경화를 시키면 경화물의 물성이 저하되는 경향이 크다. 그래서 적절한 온도의 선택이 중요하다.
대개 순도가 높은 에폭시 수지는 200도 이하에서는 화학적으로 매우 안정한 화합물로 존재하며, 열가소성의 성질도 지니고 있다. 이것이 경화반응을 통해 3차원(망상)구조를 가지게 된다.
이것은 위에서 설명한 바와 같이 에폭시 수지가 열경화 시간과 온도에 따라 비례하여 경화정도가 결정되고, 액상의 형광체가 혼합된 에폭시 수지가 경화되는 과정에서 비중이 상대적으로 높은 형광물질이 밑으로 가라앉는 것을 방지하게 된다.
즉, 형광물질이 하방으로 침강되는 시간적 여유가 없게되고, 경화되는 과정에 있기 때문에 형광물질과의 점도 및 비중의 차이가 줄어들어 그 분산성이 향상되 어, 결국 투명수지부 전체에 골고루 형광물질이 분포하게 되는 것이다.
한편, 도 3의 LED칩을 탑재하는 단계(S100)에서 탑재부는 인쇄회로기판(PCB)이나 리드프레임으로 형성된 것일 수 있고, 플립칩 방식이나 다이본딩을 통하여 LED칩을 탑재부에 실장(S130) 할 수 있다.
또한, 이 실장된 LED칩과 탑재부의 전기적 접속을 위해 가는 금속의 와이어로 접속을 하는 와이어 본딩을 할 수 있는데(S160), 그 재질로는 일반적으로 금(Au)을 사용한다. 물론 플립칩 방식을 이용하면 와이어 본딩을 할 필요가 없다.
더하여, LED칩의 적정한 전류의 공급을 위해 탑재부에 제너다이오드를 실장할 수도 있다. 이는 백색 발광소자의 안정된 작동과 제어를 위해 요구된다.
도 3의 투명수지부를 몰딩하는 단계(S300)는 트랜스퍼 몰딩방식을 이용하는 것이 바람직한데, 이 방식은 위의 LED칩의 탑재부인 인쇄회로기판이나 리드프레임을 알맞은 금형이 설치된 트랜스퍼 몰딩 프레스 상에 배열하며, 위의 몰딩 컴파운드 테블릿(투명수지부)을 넣고, 소정의 압력, 온도, 그리고 시간을 두어 외부와 전기적으로 연결된 LED칩을 덮도록 성형하여 형광물질층(투명수지부)을 형성하는 방식을 말한다.
이 방법을 사용함으로써, 다양한 크기의 패키지 구현이 용이하게 되고 그 공정이 용이할 뿐만 아니라, 가격 경쟁력이 뛰어나다는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 따라 제조한 백색 발광소자의 일례를 도시한 도면이다. 리드프레임(100)에 다이본딩을 통하여 실장된 LED칩(160)이 와이어(130) 본딩을 이용하여 전기적으로 접속된다.
이와 같은 LED칩을 밀봉하여 투명형광층(130)을 형성하기 위하여, 액상의 에폭시 수지와 형광체를 초기에 혼합하여 고상성형하고, 분말분쇄하여 다시 열을 가하여 테블릿을 형성함으로써, 믹싱 과정을 두 번 거치게 하고, 비중에 의한 침강없이 투명수지부(130) 전체에 고르게 형광물질(200)이 분포되게 되어 발광되는 빛이 색 균일성 및 제조 재현성이 현저하게 향상되게 된다.
도 5a는 종래의 몰딩 컴파운드 공정에 의해 제조된 백색 발광소자의 색분포의 그래프를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 발명에 따른 몰딩 컴파운드 공정에 의해 제조한 백색 발광소자의 색분포의 일례를 그래프로 도시한 도면이다.
도 5b에서 나타난 X좌표와 Y좌표의 색분포가 도 5a에 나타난 색 분포보다 좁아져 현저히 색균일도가 향상되었음을 알 수 있다. 즉, 약 20% 정도 색분포가 줄어듦으로써 색균일도가 향상된 것이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 백색 발광소자의 제조방법을 제공하면, 형광물질이 투명수지부 전체에 고르게 분포하게 되어, 발광소자에서 방출하는 빛의 색 분포가 줄어듦으로써, 색 균일성 및 제조 재현성이 현저하게 향상되게 된다.

Claims (8)

  1. LED칩 탑재용 부재상에 LED칩을 탑재하는 단계;
    상기 탑재된 LED칩을 밀봉하고, 상기 LED칩에서 방출되는 광을 형광 변환하여 백색광이 현출되도록 하는 형광체가 분말형태의 수지원료와 혼합되어 투명수지부를 형성하는 단계; 및
    상기 LED칩이 탑재된 부재상에 상기 투명수지부를 몰딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명수지부를 형성하는 단계는 분말형태인 적어도 하나 이상의 수지원료와 형광체를 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 수지를 고체상태로 성형 하기위해 가열하는 단계;
    상기 고체상태의 성형물을 분말분쇄하는 단계; 및
    상기 분말분쇄된 수지분말로부터 테블릿을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분말분쇄하는 단계 이후, 상기 성형물을 분말분쇄한 분말과 형광체를 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수지원료를 혼합하는 단계에서 실리콘 수지를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 LED칩 탑재용 부재는 인쇄회로기판이나 리드프레임으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 LED칩을 탑재하는 단계는 본딩와이어를 이용하여 LED칩과 탑재부를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩하는 단계는 트랜스퍼 몰딩 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 백색 발광소자의 제조방법.
  8. 삭제
KR1020050124350A 2005-12-16 2005-12-16 새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법 KR100712877B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050124350A KR100712877B1 (ko) 2005-12-16 2005-12-16 새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050124350A KR100712877B1 (ko) 2005-12-16 2005-12-16 새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100712877B1 true KR100712877B1 (ko) 2007-04-30

Family

ID=38182585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050124350A KR100712877B1 (ko) 2005-12-16 2005-12-16 새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100712877B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101509227B1 (ko) 2008-07-21 2015-04-10 서울반도체 주식회사 Led 패키지 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020009961A (ko) * 2000-07-28 2002-02-02 이정훈 백색 발광 다이오드
JP2003282948A (ja) 2002-03-20 2003-10-03 Sharp Corp 発光装置およびその製造方法
KR20050048253A (ko) * 2003-11-19 2005-05-24 삼성전기주식회사 파장변환용 몰딩 화합물 수지 태블릿 제조방법과 이를이용한 백색 발광다이오드 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020009961A (ko) * 2000-07-28 2002-02-02 이정훈 백색 발광 다이오드
JP2003282948A (ja) 2002-03-20 2003-10-03 Sharp Corp 発光装置およびその製造方法
KR20050048253A (ko) * 2003-11-19 2005-05-24 삼성전기주식회사 파장변환용 몰딩 화합물 수지 태블릿 제조방법과 이를이용한 백색 발광다이오드 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101509227B1 (ko) 2008-07-21 2015-04-10 서울반도체 주식회사 Led 패키지 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100540848B1 (ko) 이중 몰드로 구성된 백색 발광다이오드 소자 및 그 제조방법
US7098588B2 (en) Surface-mountable light-emitting diode light source and method of producing a light-emitting diode light source
CN101420006B (zh) 用于制造一种辐射的、可表面安装的构件的方法
JP2005340813A (ja) 蛍光物質を含む成形材料及びそれから作った発光デバイス
KR101885933B1 (ko) 실리콘에 현탁되고 몰딩/성형되고 원격 인광체 구조에 사용되는 인광체
JP2002317178A (ja) 波長変換注型材料及びその製造方法並びに発光素子
TW201403883A (zh) 光學半導體用光反射構件、及使用該光反射構件之光學半導體搭載用基板和光學半導體裝置
KR100821684B1 (ko) 백색 발광 다이오드 소자
KR100537560B1 (ko) 2단계 큐어 공정을 포함하는 백색 발광 다이오드 소자의제조방법
KR100767604B1 (ko) 발광 다이오드 소자 및 그 제조방법
KR100712877B1 (ko) 새로운 몰딩 컴파운드에 의한 백색 발광소자의 제조방법
KR20050048253A (ko) 파장변환용 몰딩 화합물 수지 태블릿 제조방법과 이를이용한 백색 발광다이오드 제조방법
CN102339936B (zh) 发光装置封装结构及其制造方法
US7115428B2 (en) Method for fabricating light-emitting devices utilizing a photo-curable epoxy
KR20070009948A (ko) 2개의 형광체를 이용한 고출력 백색 발광 다이오드 소자
KR100712876B1 (ko) 색 균일성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 및 그제조방법
KR100781924B1 (ko) 2개의 형광체를 이용한 고출력 백색 발광 다이오드 소자
KR100449502B1 (ko) 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법
KR100567549B1 (ko) 발광 다이오드 및 그 제작 방법
KR20040089979A (ko) 백색 발광소자의 제조 방법
KR100632715B1 (ko) 오렌지색, 노란색 또는 녹색의 파스텔 칼라 발광 다이오드소자 및 그 제조방법
KR100632709B1 (ko) 오렌지색, 노란색 또는 녹색의 파스텔 칼라 발광 다이오드소자 및 그 제조방법
TWI589033B (zh) 在一遠端磷光體組態中磷光體在聚矽氧中的懸置、模製/形成及使用
KR100660630B1 (ko) 발광다이오드 및 그 제조방법
KR20090102951A (ko) Led 패키지 및 그것의 봉지재 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130424

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140418

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150424

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180424

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 13