KR20080054327A - 발광 다이오드용 패키지 및 그 제조 방법, 및 발광다이오드 - Google Patents

발광 다이오드용 패키지 및 그 제조 방법, 및 발광다이오드 Download PDF

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KR20080054327A
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가즈마 미츠야마
이츠키 야마모토
고우지 구도우
히로유키 후카에
시게오 후쿠모토
겐고 니시야마
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교리츠 엘렉스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 발광 다이오드 또는 발광 다이오드용 패키지의 방열 특성을 향상시킴과 아울러, 박형화를 도모하는 것이다.
본 발명에서는, 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 상기 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지 또는 동 패키지를 이용한 발광 다이오드에 있어서, 상기 베이스체는 시트 형상의 전극층과 시트 형상의 방열층을 시트 형상의 절연층을 거쳐서 적층하여 형성하는 것으로 하였다. 또한, 상기 절연층에 개구를 형성하고, 방열층의 표면에 발광 다이오드 소자를 접착하기 위한 접착 영역을 형성하는 것으로 하였다.

Description

발광 다이오드용 패키지 및 그 제조 방법, 및 발광 다이오드{PACKAGE FOR LIGHT-EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND LIGHT-EMITTING DIODE}
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드를 나타내는 평면도(a), 단면도(b),
도 2는 방열 시트를 나타내는 평면도,
도 3은 절연 시트를 나타내는 평면도,
도 4는 전극 시트를 나타내는 평면도,
도 5는 커버 시트를 나타내는 평면도(a), 단면도(b),
도 6은 제조 방법을 나타내는 사시도,
도 7은 제조 방법을 나타내는 평면도,
도 8은 제조 방법을 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 발광 다이오드 2 : 발광 다이오드용 패키지
3a~3c : 발광 다이오드 소자 4 : 베이스체
5 : 커버체 6 : 전극층
7 : 방열층 8 : 절연층
9 : 슬릿 9a : 중앙 슬릿
9b~9g : 방사 슬릿 10a~10f : 전극 단자
11 : 개구 12 : 접착 영역
13 : 개구 14 : 금선
15 : 수지 16 : 방열 시트
17 : 절연 시트 18 : 전극 시트
19 : 베이스 시트 20 : 프레임
21 : 방열판 22 : 프레임
23 : 절연판 24 : 전극판
25 : 그린 시트 26 : 홈
27 : 커버 시트 28 : 커팅 라인
본 발명은 발광 다이오드용 패키지 및 그 제조 방법, 및 발광 다이오드용 패키지를 이용한 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히, 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지 및 그 제조 방법, 및 발광 다이오드용 패키지를 이용한 발광 다이오드에 관한 것이다.
종래부터, 저소비 전력으로 긴 수명의 조명 부품으로서, 기판 상에 발광 다이오드 소자를 실장한 발광 다이오드가 널리 이용되고 있다.
이 발광 다이오드에서는, 다용도화를 향한 고휘도화에 따라, 발광시에 발광 다이오드 소자가 고온으로 발열하게 되므로, 종래의 수지제 패키지를 이용한 발광 다이오드에서는 수지제 패키지가 열화되게 되고, 또한, 발광 다이오드 소자의 발광 효율이 저하하게 된다는 문제가 있었다.
그 때문에, 발광 다이오드를 구성하는 패키지로서, 열 전도율이 좋고 열화의 우려가 없는 세라믹제의 패키지가 이용되게 되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
이 종래의 세라믹제의 발광 다이오드용 패키지는, 베이스체로 되는 직사각형 판 형상의 그린 시트의 표면에 전극 단자 및 배선 패턴을 형성함과 아울러, 커버체로 되는 직사각형 판 형상의 그린 시트에 복수개의 개구를 형성하고, 이들 2매의 그린 시트를 중합하고, 그 후, 중합한 2매의 그린 시트를 동시에 소성하여, 소성 후에 각 개구 근방에서 절단함으로써, 베이스체에 커버체를 접착한 세라믹제의 발광 다이오드용 패키지를 제조하고 있었다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제 2003-37298 호 공보
그런데, 상기 종래의 세라믹제의 발광 다이오드용 패키지에서는, 베이스체와 커버체의 소재로서 세라믹을 이용하고 있기 때문에, 방열 특성이 양호하고, 강도도 확보할 수 있는 것이었지만, 최근의 발광 다이오드에 대한 한층더의 고휘도화나 소 형화의 요구에 따라, 발광 다이오드의 발열량이 증대하는 것이 예상되어, 발광 다이오드용 패키지의 방열 특성을 향상시킴과 아울러, 발광 다이오드용 패키지의 박형화를 도모할 필요가 있었다.
그래서, 제 1 특징에 따른 본 발명에서는, 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 상기 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지에 있어서, 상기 베이스체는 시트 형상의 전극층과 시트 형상의 방열층을 시트 형상의 절연층을 거쳐서 적층하여 형성한 것으로 하였다.
또, 제 2 특징에 따른 본 발명에서는, 상기 제 1 특징에 따른 본 발명에 있어서, 상기 절연층에 개구를 형성하여, 방열층의 표면에 발광 다이오드 소자를 접착하기 위한 접착 영역을 형성하는 것으로 하였다.
또, 제 3 특징에 따른 본 발명에서는, 발광 다이오드에 있어서, 상기 제 1 특징 또는 제 2 특징에 따른 발광 다이오드용 패키지에 발광 다이오드 소자를 실장하는 것으로 하였다.
또, 제 4 특징에 따른 본 발명에서는, 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 상기 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지의 제조 방법에 있어서, 시트 형상의 전극층과 시트 형상의 방열층을 시트 형상의 절연층을 거쳐서 적층하여 베이스 체를 형성하고, 그 후, 베이스체에 커버체를 접착하는 것으로 하였다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에, 본 발명에 따른 발광 다이오드 및 그 패키지의 구조 및 제조 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드(1)는 발광 다이오드용 패키지(2)에 3개가 다른 발광색의 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 실장한 것이다.
발광 다이오드용 패키지(2)는 대략 직사각형 박판(薄板) 형상의 베이스체(4)와 직사각형 판 형상의 세라믹제의 커버체(5)를 접착제로 점착하고 있다.
베이스체(4)는 금속판으로 이루어지는 시트 형상의 전극층(6)과 금속판으로 이루어지는 시트 형상의 방열층(7)을 프리프레그로 이루어지는 시트 형상의 절연층(8)을 거쳐서 적층하여 형성하고 있다.
전극층(6)은, 중앙부에 형성한 원 형상의 중앙 슬릿(9a)과 이 중앙 슬릿(9a)으로부터 방사 형상으로 형성한 6개의 방사 슬릿(9b~9g)으로 슬릿(9)을 형성하고, 이 슬릿(9)에 의해서 금속판을 6개의 전극 단자(10a~10f)(배선 패턴)로 분리하고 있다.
방열층(7)은 절연층(8)의 중앙부에 관통 형상의 개구(11)를 형성함으로써 표면 중앙부에 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 접착하기 위한 원 형상의 접착 영역(12)을 형성하고 있다.
절연층(8)은, 방열층(7)보다도 한 단계 큰 사이즈로 하여, 전극층(6)과 방열층(7)의 절연을 확실히 행할 수 있도록 하고 있다. 또, 절연층(8)은, 전극층(6)과 방열층(7)을 절연할 수 있으면 좋고, 절연성의 접착제 등으로 층 형상으로 형성한 것이어도 좋다.
커버체(5)에는, 중앙부에 이면(裏面)으로부터 표면을 향해 점차 직경 확대시킨 경사 형상의 주위면(테이퍼면)을 갖는 관통 형상의 테이퍼 구멍으로 이루어지는 개구(13)를 형성하고 있으며, 이 개구(13)의 내측에 형성되는 공간에 3개의 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 수용할 수 있도록 함과 아울러, 이 개구(13)의 표면을 각 발광 다이오드 소자(3a~3c)로부터 방사된 광을 외부로 향해 반사하는 반사면으로 하고 있다.
그리고, 발광 다이오드(1)는, 베이스체(4)의 방열층(7)의 표면에 형성한 접착 영역(12)에 3개의 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 접착함과 아울러, 각 발광 다이오드 소자(3a~3c)의 윗면의 전극과 전극층(6)에 형성한 전극 단자(10a~10f)를 금선(金線)(14)을 이용하여 와이어 본딩하고, 또, 커버체(5)의 개구(13)에 투명한 수지(15)를 충전하고 있다.
이 발광 다이오드(1)에서는, 슬릿(9)으로 분리된 전극 단자(10a~10f)를 커버체(5)에 접착함으로써, 각 전극 단자(10a~10f)의 탈락을 방지함과 아울러, 커버체(5)보다도 전극층(6)을 큰 사이즈로 하여 커버체(5)의 주연(周緣)으로부터 전극층(6)을 돌출시킴으로써, 각 전극 단자(10a~10f)의 외주 단부를 기판에 납땜하기 위한 외부 전극으로 하고 있다.
이 발광 다이오드(1)는 미리 금속제의 방열 시트(16), 프리프레그로 이루어지는 절연 시트(17), 금속제의 전극 시트(18), 세라믹제의 커버체(5)를 형성하고, 방열 시트(16)와 절연 시트(17)와 전극 시트(18)를 적층하여 베이스 시트(19)를 형성하며, 그 후, 베이스 시트(19)에 커버체(5)를 접착하고, 베이스 시트(19)의 불필요 부분을 절단 제거하여 베이스체(4)를 형성함으로써 발광 다이오드용 패키지(2)를 제조하고 있다(도 6~도 8 참조).
방열 시트(16)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 직사각형 평판 형상의 금속판을 프레스 가공함으로써 프레임(20)의 내측에 복수개분(여기서는, 6개분)의 방열층(7)으로 되는 방열판(21)을 형성하고 있다.
절연 시트(17)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 직사각형 평판 형상의 프리프레그를 프레스 가공함으로써 프레임(22)의 내측에 복수개분(여기서는, 6개분)의 절연층(8)으로 되는 절연판(23)을 형성하고 있다. 절연판(23)에는, 각 절연층(8)의 중앙부에 개구(11)를 형성하고 있다.
전극 시트(18)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 직사각형 평판 형상의 금속 박판을 에칭함으로써 복수개분(여기서는, 6개분)의 슬릿(9)과 전극층(6)을 형성한 전극판(24)을 형성하고 있다. 각 슬릿(9)은 원 형상의 중앙 슬릿(9a)과 이 중앙 슬릿(9a)으로부터 방사 형상으로 형성한 6개의 방사 슬릿(9b~9g)으로 형성하고 있으며, 이 슬릿(9)에 의해서 분리한 전극 단자(10a~10f)를 형성하고 있다.
커버체(5)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 직사각형 평판 형상의 그린 시트(25)에 복수개분(여기서는, 6개분)의 개구(13)를 형성함과 아울러, 각 개구(13) 의 주위에 홈(26)을 형성하고, 그 후, 그린 시트(25)를 소성하여 세라믹제의 커버 시트(27)를 형성하여, 이 커버 시트(27)를 홈(26)을 이용해서 복수개(여기서는, 6개)로 분단하는 것에 의해 형성하고 있다.
그리고, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 방열 시트(16)와 절연 시트(17)와 전극 시트(18)를 접착제를 거쳐서 적층함으로써 직사각형 박판 형상의 베이스 시트(19)를 형성하고, 이 베이스 시트(19)의 소요 위치에 커버체(5)를 접착한다.
여기서는, 프리프레그로 이루어지는 절연 시트(17)를 이용하여 방열 시트(16)와 절연 시트(17)와 전극 시트(18)를 적층해서 베이스 시트(19)를 형성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 방열 시트(16)의 표면 또는 전극 시트(18)의 이면에 절연성을 갖는 경화제(접착제나 유리 등)를 스크린 인쇄한 후에, 이 경화제를 거쳐서 방열 시트(16)와 전극 시트(18)를 적층하여 베이스 시트(19)를 형성하여도 좋다. 이 경우에는, 층 형상으로 경화된 경화제가 절연 시트(17)(절연층(8))로서 기능하게 된다.
그 후, 절연 시트(17)에 형성한 개구(11)에 의해서 방열 시트(16)가 노출되어 형성된 각 접착 영역(12)에 3종류의 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 접착하고, 각 발광 다이오드 소자(3a~3c)의 윗면의 전극과 전극 시트(18)에 형성한 전극 단자(10a~10f)를 금선(14)을 이용해서 와이어 본딩하고, 그 후, 커버체(5)의 개구(13)에 투명한 수지(15)를 충전하여 개구(13)를 밀봉하고 있다.
마지막으로, 도 8에 도시하는 바와 같이, 베이스 시트(19)를 소정의 커팅 라 인(28)으로 절단함으로써 베이스 시트(19)의 불필요 부분을 제거하여 소정 형상의 베이스체(4)를 형성해서, 이에 따라, 복수개(여기서는, 6개)의 발광 다이오드(1)(발광 다이오드용 패키지(2))를 동시에 제조하고 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 상기 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)에서는, 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체(4)에, 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 수용하기 위한 개구(13)를 형성한 커버체(5)를 점착하고 있다.
그리고, 상기 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)에서는, 시트 형상의 전극층(6)과 시트 형상의 방열층(7)을 시트 형상의 절연층(8)을 거쳐서 적층함으로써 베이스체(4)를 형성하고 있다.
그 때문에, 상기 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)에서는, 방열층(7)에 의해서 베이스체(4)의 방열 특성을 향상시킬 수 있으므로, 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)의 방열 특성을 향상시킬 수 있고, 또한, 베이스체(4)를 시트 형상으로 형성할 수 있으므로, 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)의 박형화를 도모할 수 있다.
특히, 상기 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)에서는, 절연층(8)에 개구(11)를 형성하여, 방열층(7)의 표면에 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 접착하기 위한 접착 영역(12)을 형성하고 있다.
그 때문에, 상기 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)에서는, 발광 다이오드 소자(3a~3c)를 방열층(7)에 직접 접촉시킬 수 있으므로, 발광 다이 오드 소자(3a~3c)의 열을 방열층(7)에 직접 전도시켜 양호하게 방열을 행할 수 있어, 보다 한층 발광 다이오드(1) 또는 발광 다이오드용 패키지(2)의 방열 특성의 향상을 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는, 이하에 기재하는 효과를 나타낸다.
즉, 본 발명에서는, 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지 또는 상기 발광 다이오드용 패키지를 이용한 발광 다이오드에 있어서, 시트 형상의 전극층과 시트 형상의 방열층을 시트 형상의 절연층을 거쳐서 적층함으로써 베이스체를 형성하고 있기 때문에, 베이스체의 방열 특성을 향상시킬 수 있어, 발광 다이오드용 패키지 또는 발광 다이오드의 방열 특성을 향상시킴과 아울러, 발광 다이오드용 패키지 또는 발광 다이오드의 박형화를 도모할 수 있다.
특히, 절연층에 개구를 형성하여, 방열층의 표면에 발광 다이오드 소자를 접착하기 위한 접착 영역을 형성한 경우에는, 발광 다이오드 소자를 방열층에 직접 접촉시킬 수 있기 때문에, 발광 다이오드 소자의 열을 방열층에 직접 전도시켜 양호하게 방열을 행할 수 있어, 보다 한층 발광 다이오드용 패키지 또는 발광 다이오드의 방열 특성의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (4)

  1. 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 상기 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지에 있어서,
    상기 베이스체는 시트 형상의 전극층과 시트 형상의 방열층을 시트 형상의 절연층을 사이에 두고 적층하여 형성한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층에 개구를 형성하여, 방열층의 표면에 발광 다이오드 소자를 접착하기 위한 접착 영역을 형성한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 패키지.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발광 다이오드용 패키지에 발광 다이오드 소자를 실장한 발광 다이오드.
  4. 발광 다이오드 소자를 실장하기 위한 배선 패턴을 형성한 베이스체에, 상기 발광 다이오드 소자를 수용하기 위한 개구를 형성한 커버체를 점착한 발광 다이오드용 패키지의 제조 방법에 있어서,
    시트 형상의 전극층과 시트 형상의 방열층을 시트 형상의 절연층을 사이에 두고 적층하여 베이스체를 형성하고, 그 후, 베이스체에 커버체를 접착하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 패키지의 제조 방법.
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