KR20130049896A - 발광장치 제조방법 및 이에 이용되는 리드 프레임 기재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광장치 제조방법 및 이에 적용되는 리드 프레임 기재에 관한 것으로,
본 발명의 일 측면에 따른 발광장치 제조방법은, 서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부와, 상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련하는 단계; 상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치하는 단계; 상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계; 및 상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광장치 제조방법은, 서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부와, 상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련하는 단계; 상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치하는 단계; 상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계; 및 상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 발광장치 제조방법 및 이에 이용되는 리드 프레임 기재에 관한 것이다.
반도체 발광소자의 일 종인 발광 다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 3족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
이러한 발광 다이오드는 패키지 형태로 제조되어 조명이나 백라이트 유닛 등에 이용될 수 있으며, 패키지 구조의 경우, 리드 프레임에 발광 다이오드가 배치된 형태 등이 일반적으로 사용된다. 이러한 리드 프레임 형태의 패키지의 경우, 하나의 리드 프레임 기재로부터 다수의 리드 프레임을 분리시켜 개별 패키지가 제조될 수 있으며, 개별 패키지로 분리하는 과정에서 공정 및 또는 리드 프레임의 유효 면적 비가 중요한 공정 요소로 될 수 있다.
본 발명의 목적 중 하나는, 리드 프레임 기재의 유효 면적을 최대로 하면서도 공정 속도를 향상시킬 수 있는 발광장치 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 다른 하나는, 유효 면적을 최대로 하면서도 발광장치 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 리드 프레임 기재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은,
서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부와, 상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련하는 단계, 상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치하는 단계, 상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계 및 상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계를 포함하는 발광장치 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련하는 단계, 상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치하는 단계, 상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우도록 수지 연결부를 형성하는 단계, 상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계 및 상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계를 포함하는 발광장치 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계는, 상기 리드 프레임 기재에 관통 홀을 형성하는 펀칭(punching) 공정에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임은 행과 열을 갖도록 배열되며, 상기 복수의 금속 연결부는 인접한 단위 프레임을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 금속 연결부는 대각선 방향으로 마주보는 4개의 인접한 단위 프레임들을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임은 상기 발광소자가 배치되는 면이 다각형 형상을 가지며, 상기 복수의 금속 연결부는 상기 다각형의 꼭짓점에 인접하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임 각각은 서로 전기적으로 분리된 제1 및 제2 리드 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계는 스크라이빙(scribing) 공정에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임 상에 상기 발광소자를 덮도록 렌즈부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 렌즈부를 형성하는 단계는, 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계 전에 또는 후에 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자를 상기 복수의 단위 프레임에 와이어 본딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계 전에, 상기 리드 프레임 기재의 상기 발광소자가 배치된 면과 대향하는 면에 테이프를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
서로 이격된 복수의 단위 프레임, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부 및 상기 복수의 단위 프레임 사이와 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임은 행과 열을 갖도록 배열되며, 상기 복수의 금속 연결부는 인접한 단위 프레임을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 금속 연결부는 대각선 방향으로 마주보는 4개의 인접한 단위 프레임들을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임은 상기 발광소자가 배치되는 면이 다각형 형상을 가지며, 상기 복수의 금속 연결부는 상기 다각형의 꼭짓점에 인접하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 수지 연결부는 상기 다각형의 모서리에 인접하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 단위 프레임 각각은 서로 전기적으로 분리되는 제1 및 제2 리드 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리드 프레임 기재의 유효 면적을 최대로 하면서도 공정 속도를 향상시킬 수 있는 발광장치 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 유효 면적을 최대로 하면서도 발광장치 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 리드 프레임 기재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2 내지 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2 내지 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발 실시형태에 따른 발광장치 제조 방법은, 리드 프레임 기재를 마련하는 단계(S1), 발광소자를 배치하는 단계(S2), 금속 연결부를 제거하는 단계(S3) 및 단위 프레임을 개별화하는 단계(S4)를 포함할 수 있다.
상기 리드 프레임 기재를 마련하는 단계(S1)는, 서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부와, 상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련할 수 있다.
상기 발광소자를 배치하는 단계(S2)는, 상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치할 수 있으며,
상기 금속 연결부를 제거하는 단계(S3)는, 상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거할 수 있다.
상기 단위 프레임을 개별화하는 단계(S4)는, 상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 리드 프레임 기재를 마련하는 단계(S1)는, 서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련할 수 있다.
상기 발광소자를 배치하는 단계(S2)는, 상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치할 수 있으며,
상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 연결부를 제거하는 단계(S3)는, 상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거할 수 있으며,
상기 단위 프레임을 개별화하는 단계(S4)는, 상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 이루어질 수 있다.
상기 각 단계(S1~S3)는 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 2 내지 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
우선, 도 2는 본 실시형태에 적용될 수 있는 리드 프레임 기재를 상부에서 바라본 개략적인 도면으로, 상기 리드 프레임 기재(10)는 단위 프레임(10a), 금속 연결부(10b) 및 수지 연결부(10b)를 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 단위 프레임(10a)은 서로 이격되어 복수로 구비되며, 상기 금속 연결부(10b)는 복수로 구비되되 섬(island) 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임(10a)을 연결할 수 있다. 상기 수지 연결부(10c)는 상기 복수의 단위 프레임(10a) 사이 및 상기 복수의 금속 연결부(10b) 사이를 메우도록 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는 상기 복수의 단위 프레임(10a) 사이 및 상기 복수의 금속 연결부(10b) 사이를 메우도록 수지 연결부(10c)가 형성된 것으로 도시하였으나, 이와는 달리, 상기 리드 프레임 기재(10)는 단위 프레임(10a) 및 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 금속 연결부(10b)만을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 리드 프레임 기재(10)의 복수의 단위 프레임(10a) 및 금속 연결부(10b) 사이를 메우도록 수지 연결부(10c)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 수지 연결부(10c)는 발광소자 배치 전 또는 발광소자 배치 후에 형성될 수 있다.
상기 단위 프레임(10a)은 행과 열을 갖도록 배열될 수 있으며, 상기 금속 연결부(10b)는 인접한 단위 프레임(10a)을 연결할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 연결부(10b)는 대각선 방향으로 인접한 단위 프레임(10a)을 연결할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 대각선 방향으로 마주보는 4개의 인접한 단위 프레임(10a)을 연결하도록 형성될 수 있다.
상기 복수의 단위 프레임(10a)은 발광소자가 배치되는 면이 다각형 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 복수의 금속 연결부(10a)는 상기 다각형의 꼭짓점에 인접하게 형성되고, 상기 수지 연결부(10b)는 상기 다각형의 모서리에 인접하여 형성될 수 있다.
한편, 본 실시형태에서는 상기 단위 프레임(10a)의 일면이 팔각형을 갖는 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 삼각형, 사각형 등 적절한 형상을 갖도록 변경될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 상기 금속 연결부(10b)는 마름모와 유사한 형상으로 도시되었으나, 마찬가지로 이에 제한되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 등 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임(10a)을 연결하는 구조라면 구체적인 형상에는 제한이 없다.
또한, 상기 금속 연결부(10b)는 상기 단위 프레임(10a)과 반드시 물리적으로 분리되어 구성될 필요는 없으며, 상기 단위 프레임(10a)과 연장되어 형성되는 가상의 영역으로 이해될 수 있다.
상기 단위 프레임(10a) 각각은 서로 전기적으로 분리되는 한 쌍의 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1 10a-2)은 상기 단위 프레임(10a)의 일부가 제거되어 얻어질 수 있으나, 이와 달리, 상기 단위 프레임(10a)을 제거하지 않고 상기 단위 프레임(10a)의 물성을 변경하는 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 금속의 단위 프레임(10a) 중 일부 영역(도 2a에서 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2)의 사이 영역)이 산화되도록 하여 절연물질로 변화시킴으로써 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2)을 전기적으로 분리할 수도 있을 것이다.
상기 복수의 단위 프레임(10a) 사이 및 상기 복수의 금속 연결부(10b) 사이는 수지 연결부(10c)로 메워질 수 있다. 상기 수지 연결부(10c)는 복수의 단위 프레임(10a) 사이 및 상기 복수의 금속 연결부(10b) 사이뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 상기 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2) 사이 영역까지 채우도록 형성될 수 있으며, 나아가 상기 리드 프레임 기재(10)의 일면까지 덮도록 형성될 수 있다.
상기 수지 연결부(10c)는 에폭시, 실리콘, 변형 실리콘, 우레탄수지, 옥세탄수지, 아크릴, 폴리카보네이트 및 폴리이미드 등 공지된 수지 물질로 구성될 수 있다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임 기재(10)의 복수의 단위 프레임(10a) 상에 발광소자(20)를 배치할 수 있다. 도 2b는 리드 프레임 기재(10) 상에 발광소자(20)가 배치된 모습을 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
상기 발광소자(20)는 전기 신호 인가시 빛을 방출하는 광전 소자라면 어느 것이나 이용 가능하며, 대표적으로, 성장기판 상에 반도체층을 에피택셜 성장시킨 반도체 발광소자를 이용할 수 있을 것이다.
상기 발광소자(20)는 백색광을 구현하기 위해 청색 LED 칩에 황색 형광체 또는 녹색 및 적색 형광체, 또는 황색, 녹색, 적색 형광체를 포함할 수 있다. 황색, 녹색 및 적색 형광체는 청색 LED 칩에 의해 여기되어 각각 황색광, 녹색광 및 적색광을 방출하며, 이러한 황색광, 녹색광 및 적색광은 청색 LED 칩으로부터 방출된 일부 청색광과 혼색 되어 백색광을 방출한다. 상기 청색 LED 칩은 통상적으로 사용되는 3족 질화물계 반도체를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단위 프레임(10a)을 구성하는 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2)은 서로 면적이 상이할 수 있으며, 면적이 큰 단위 프레임(도 2b에서는 제1 리드 프레임(10a-1)이 이에 해당함) 상에 발광소자(20)를 배치할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 발광소자(20)는 크기가 작은 제2 리드 프레임(10a-2)에 배치되거나 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2) 모두에 배치될 수도 있다.
상기 단위 프레임(10a) 상에 발광소자(20)를 배치한 후 상기 발광소자(20)를 상기 단위 프레임(10a)과 전기적으로 연결하기 위한 와이어(W) 본딩 공정이 추가될 수 있다. 본 실시형태의 경우, 발광소자(20)가 제1 리드 프레임(10a-1) 상에 배치되고 제2 리드 프레임(10a-2)과 와이어(W) 본딩되고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2) 각각과 모두 와이어(W) 본딩되거나 와이어(W) 없이 상기 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2)과 직접 접촉하도록 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시형태에서는, 수지 연결부(10c)가 형성된 상태에서 단위 프레임(10a) 상에 발광소자(20)가 배치되는 것으로 도시하였으나, 이와는 달리 수지 연결부(10c)가 형성되지 않은 상태에서 복수의 단위 프레임(10a) 상에 발광소자(20)가 배치될 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(20) 배치된 단위 프레임(10a) 상에, 상기 발광소자(20)를 덮도록 렌즈부(30)를 형성할 수 있다. 다만, 이 공정은 필수적인 것은 아니며, 필요에 따라 생략될 수 있을 것이다. 또한, 반드시 발광소자(20)를 배치한 직후에 이루어져야 하는 것은 아니며, 후술하는 공정 중 임의의 단계(예를 들면, 금속 연결부 제거단계 후)에서 이루어질 수 있다.
상기 렌즈부(30)는 상면을 수지로 디스펜싱(dispencing) 혹은 몰딩(molding)하여 다양한 형상의 렌즈, 예를 들면, 반구 형상의 투명 렌즈를 성형하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 렌즈부(30)는 상기 발광소자(20)를 완전히 커버하여 발광소자(20)와 와이어(W)를 보호할 뿐만 아니라, 반구 형상으로 이루어져, 경계면에서의 프레넬 반사를 줄여서 광추출을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 렌즈부(30)는 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 수지는, 에폭시, 실리콘, 변형 실리콘, 우레탄수지, 옥세탄수지, 아크릴, 폴리카보네이트 및 폴리이미드 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 렌즈 상면에 요철을 형성하여 광추출 효율을 높이고, 방출되는 광의 방향을 조절할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 리드 프레임(10a-1, 10a-2) 사이의 결합력을 보다 강하게 할 수 있다.
한편, 이에 제한되는 것은 아니나, 수지 연결부(10c)가 형성되지 않은 상태에서 발광소자(20)가 배치된 경우, 수지 연결부(10c)를 형성하는 단계는 상기 렌즈부(30) 형성 공정과 동시에 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 복수의 단위 프레임(10a)이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부(10a)를 제거할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 금속 연결부(10b)의 제거 공정을 나타낸 개략적인 단면도이며, 도 5b는 도 5a에 도시된 공정을 통해 금속 연결부(10b)가 제거된 상태의 리드 프레임 기재(10)를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 금속 연결부(10b)를 제거하는 단계는, 상기 리드 프레임 기재에 관통 홀(h)을 형성하는 펀칭(punching) 공정에 의해 이루어질 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 발광소자(20)가 배치된 리드 프레임 기재(10)는 금형(40) 내부에 배치되어 펀칭 공정이 수행될 수 있으며, 상기 금형(40)은 단위 프레임(10a) 사이 상기 연결 금속부(10b)에 대응하는 위치에 형성되는 홈(G)을 구비할 수 있다. 이 경우, 복수의 단위 프레임(10a)이 열과 행을 이루며 배열된 리드 프레임 기재(10)는 한 번의 절단 공정을 통해 상기 복수의 금속 연결부(10a)를 모두 제거할 수 있다.
따라서, 상기 금속 연결부(10a)가 제거된 후 상기 리드 프레임 기재(10)에는 복수의 금속 연결부(10b)가 있었던 자리에 복수의 관통 홀(h)이 형성될 수 있으며, 상기 단위 프레임(10a)은 상기 수지 연결부(10b)에 의해 지지될 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 금속 연결부(10b)를 제거하는 공정 전에, 상기 리드 프레임 기재(10)의 상기 발광소자(20)가 배치된 면과 대향하는 면에 테이프를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 테이프는 후속 공정에서 금속 연결부(10b)가 제거된 상태에서 상기 수지 연결부(10c)만으로 지지되는 복수의 단위 프레임(10a)을 고정시키는 역할을 하며, 이를 위하여, 늘어나지 않는 딱딱한 물질로 이루어진 플라스틱 재료가 적용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 테이프 부착 공정은 반드시 요구되는 것은 아니며, 필요에 따라 생략될 수 있다.
다음으로, 상기 복수의 금속 연결부(10b)를 제거한 후에 상기 수지 연결부(10c)를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임(10a)을 개별화할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 수지 연결부(10c)의 분리 공정을 나타낸 개략적인 단면도이며, 도 6b는 도 6a에 도시된 공정을 통해 수지 연결부(10c)가 분리되는 라인(l)이 표시된 리드 프레임 기재(10)를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
상기 복수의 금속 연결부(10b)가 제거된 후에는 상기 복수의 단위 프레임(10a)은 수지 연결부(10c)에 의해 지지 되므로, 상기 수지 연결부(10c)만을 분리함으로써 상기 복수의 단위 프레임(10a)이 개별화되어 복수의 발광 장치(100)를 형성할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 수지 연결부(10c)를 분리하는 단계는, 블레이드(B) 등을 이용한 스크라이빙(scribing) 공정이 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 복수의 단위 프레임(10a)을 개별화하는 공정은 공지된 다이싱(dicing), 스크라이빙(scribing), 레이저(laser), 워터 제트(water jet), 에칭(etching) 공정 등이 다양하게 적용될 수 있을 것이다.
본 실시형태에 따르면, 상기 복수의 단위 프레임(10a)을 연결하는 복수의 금속 연결부(10b)와, 상기 복수의 단위 프레임(10a) 사이 및 상기 복수의 금속 연결부(10b) 사이를 메우는 수지 연결부(10c)를 제거 또는 분리하는 공정을 분리하여 수행함으로써 하나의 리드 프레임 기재(10)에 생산될 수 있는 발광장치의 수를 최대로 하면서도, 공정 속도를 향상시켜 공정 효율이 개선될 수 있다.
일반적으로, 복수의 단위 프레임을 갖는 리드 프레임 기재를 분리하여 복수의 발광장치를 제조하는 방법은 두 가지로 나눌 수 있다.
먼저, 일반적인 스크라이빙(Scribing) 방식 등을 사용하여 리드 프레임 기재를 절단하는 방법이다. 이 경우, 복수의 단위 프레임 영역을 절단을 통해 개별화할 수 있으므로 절단에 사용되는 공구(예를 들면, 다이싱 블레이드)의 폭을 제외하고는 모두 유효면적으로 사용 가능하므로 리드 프레임 기재의 유효 면적비가 높다.
그러나, 수지로 연결된 영역과 금속으로 연결된 영역을 동시에 절단하므로 상대적으로 강도가 높은 금속을 기준으로 작업 속도를 맞춰야 하고, 따라서, 공정 효율이 저하되는 문제가 있다.
한편, 트림(Trim) 금형을 이용하여 절단하는 방법이 적용될 수 있다. 이 경우, 복수의 리드 단위 프레임 영역을 금형을 통해 한번에 절단하여 분리해낼 수 있으므로, 한번에 처리할 수 있는 제품의 수가 많아 생산성이 높고 유지비가 적은 반변, 리드 프레임 기재를 금형 다이(die)가 받치기 위한 추가적인 면적이 요구된다. 즉, 단위 프레임 영역 사이에 금형에 지지될 수 있는 일정 면적이 요구되며, 따라서, 하나의 리드 프레임 기재에서 제조될 수 있는 리드 프레임의 수가 작아져 유효 면적비가 낮은 문제가 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 금속 연결부를 트림 금형 등을 이용하여 한번에 제거한 후에, 수지 연결부를 스크라이빙 공정 등을 이용하여 제거하여 두 개의 공정으로 분리 수행함으로써, 리드 프레임 기재의 유효 면적비를 높임과 동시에 공정 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
트림(Trim) 금형을 이용하여 리드 프레임 기재를 단위 프레임으로 완전히 분리하는 경우, 복수의 단위 프레임 사이의 영역이 금형 다이(die) 상면에 놓이게 되고, 유효 면적비는 약 42%가 된다. 반면에, 같은 금형을 사용하여 본 발명의 일 실시형태에서와 같이 섬 형상의 금속 연결부만을 제거하는 경우, 리드 프레임 기재 전체가 금형 다이(die)에 놓이게 되고, 유효 면적비는 약 65%가 된다.
아래, 표 1은 트림 금형을 이용하여 리드 프레임 기재를 개별 단위 프레임으로 완전히 분리하는 일반적인 공정(비교 예 1)과, 스크라이빙 공정을 이용하여 리드 프레임 기재를 개별 단위 프레임으로 완전히 분리하는 일반적인 공정(비교 예 2)를 도 2 내지 도 6에 도시된 실시형태에 따른 공정(실시 예)과 유효 면적 및 공정속도를 비교한 것이다.
| 비교 예 1 | 비교 예2 | 실시 예 | |
| 공정 속도 | 매우 빠름 (20.000개/min 이상) |
느림 (150~400개/min) |
빠름 (약 1000개/min) |
| 유효 면적 | ~42% | ~65% | ~65% |
표 1을 참조하면, 트림 금형을 이용하여 리드 프레임 기재를 단위 프레임으로 완전히 분리하는 경우(비교 예 1), 복수의 단위 프레임 사이의 영역이 금형 다이(die) 상면에 놓이게 되고, 유효 면적비는 최대 42%가 된다. 반면에, 동일하게 금형을 사용하여 실시 예 1에서와 같이 섬 형상의 금속 연결부만을 제거하는 경우, 리드 프레임 기재 전체가 금형 다이(die)에 상면 놓이게 되나, 단위 프레임으로 분리되는 영역은 수지 연결부뿐이므로, 유효 면적비는 최대 65%가 된다.
한편, 리드 프레임 기재를 복수의 단위 프레임으로 개별화하는 공정을 두 개로 나누어 수행하고 있으므로, 비교 예1 보다는 공정 속도가 비교 예 1에 비해서 다소 느리나, 스크라이빙 공정만을 이용하여 리드 프레임을 완전 분리하는 경우(비교 예2)와 비교하면 공정속도가 최소 2.5 내지 6배 정도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 의한 발광장치 제조방법에 따르면 리드 프레임 기재의 유효 면적을 최대화하면서도 공정 속도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 증가된 유효 면적을 활용하여 동일 면적이 보다 큰 직경의 렌즈를 탑재할 수 있으므로, 생산성 저하 없이도 대구경 렌즈의 탑재가 가능해져 보다 높은 광학 특성을 갖는 발광장치를 제조할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 리드 프레임 기재 10a: 단위 프레임
10b: 금속 연결부 10c: 수지 연결부
10a-1, 10a-2: 제1, 제2 리드 프레임 20: 발광소자
30: 렌즈부 40: 금형
100: 발광장치
10b: 금속 연결부 10c: 수지 연결부
10a-1, 10a-2: 제1, 제2 리드 프레임 20: 발광소자
30: 렌즈부 40: 금형
100: 발광장치
Claims (18)
- 서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부와, 상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련하는 단계;
상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치하는 단계;
상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계; 및
상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계;
를 포함하는 발광장치 제조방법.
- 서로 이격된 복수의 단위 프레임과, 섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부를 구비하는 리드 프레임 기재를 마련하는 단계;
상기 복수의 단위 프레임 상에 발광소자를 배치하는 단계;
상기 복수의 단위 프레임 사이 및 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우도록 수지 연결부를 형성하는 단계;
상기 복수의 단위 프레임이 상기 수지 연결부에 의해 지지 되도록 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계; 및
상기 복수의 금속 연결부를 제거한 후에 상기 수지 연결부를 분리하여 상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계;
를 포함하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계는, 상기 리드 프레임 기재에 관통 홀을 형성하는 펀칭(punching) 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임은 행과 열을 갖도록 배열되며, 상기 복수의 금속 연결부는 인접한 단위 프레임을 연결하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 복수의 금속 연결부는 대각선 방향으로 마주보는 4개의 인접한 단위 프레임들을 연결하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임은 상기 발광소자가 배치되는 면이 다각형 형상을 가지며, 상기 복수의 금속 연결부는 상기 다각형의 꼭짓점에 인접하여 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임 각각은 서로 전기적으로 분리된 제1 및 제2 리드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임을 개별화하는 단계는 스크라이빙(scribing) 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임 상에 상기 발광소자를 덮도록 렌즈부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 렌즈부를 형성하는 단계는, 상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계 전에 또는 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발광소자를 상기 복수의 단위 프레임에 와이어 본딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 금속 연결부를 제거하는 단계 전에, 상기 리드 프레임 기재의 상기 발광소자가 배치된 면과 대향하는 면에 테이프를 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
- 서로 이격된 복수의 단위 프레임;
섬 형상을 갖도록 서로 이격 배치되어 상기 복수의 단위 프레임을 연결하는 복수의 금속 연결부; 및
상기 복수의 단위 프레임 사이와 상기 복수의 금속 연결부 사이를 메우는 수지 연결부;
를 구비하는 리드 프레임 기재.
- 제13항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임은 행과 열을 갖도록 배열되며, 상기 복수의 금속 연결부는 인접한 단위 프레임을 연결하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 기재.
- 제13항에 있어서,
상기 복수의 금속 연결부는 대각선 방향으로 마주보는 4개의 인접한 단위 프레임들을 연결하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 기재.
- 제14항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임은 상기 발광소자가 배치되는 면이 다각형 형상을 가지며, 상기 복수의 금속 연결부는 상기 다각형의 꼭짓점에 인접하여 형성된 것을 특징으로 하는 리드 프레임 기재.
- 제16항에 있어서,
상기 수지 연결부는 상기 다각형의 모서리에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 기재.
- 제13항에 있어서,
상기 복수의 단위 프레임 각각은 서로 전기적으로 분리되는 제1 및 제2 리드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 기재.
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|---|---|---|---|
| KR1020110114929A KR20130049896A (ko) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 발광장치 제조방법 및 이에 이용되는 리드 프레임 기재 |
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|---|---|---|---|
| KR1020110114929A KR20130049896A (ko) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 발광장치 제조방법 및 이에 이용되는 리드 프레임 기재 |
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| KR1020110114929A KR20130049896A (ko) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 발광장치 제조방법 및 이에 이용되는 리드 프레임 기재 |
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| KR (1) | KR20130049896A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016129873A3 (ko) * | 2015-02-13 | 2016-10-06 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광소자 및 발광 다이오드 |
| US9831380B2 (en) | 2014-09-02 | 2017-11-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device package |
-
2011
- 2011-11-07 KR KR1020110114929A patent/KR20130049896A/ko not_active Application Discontinuation
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| US10438992B2 (en) | 2015-02-13 | 2019-10-08 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light-emitting element and light-emitting diode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |