KR20140087249A - 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20140087249A
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Abstract

발광 칩으로부터 발산되는 광에 의해 고분자 수지 계열 물질로 이루어진 리플렉터가 변색되는 것을 미연에 차단할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 기판; 상기 기판 상에 실장된 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩을 노출시키는 윈도우가 구비되도록 상기 기판 상면을 덮으며, 상측 표면에 형성된 홈을 구비하는 리플렉터; 및 상기 리플렉터의 내측면 및 상기 기판 상면에 형성된 화이트 실리콘층(white silicone layer);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장기간 동안 발광 다이오드 칩으로부터 발산되는 광에 의해 고분자 수지 계열 물질로 이루어진 리플렉터가 변색되는 것을 미연에 차단할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드 패키지는 기판 상에 발광 다이오드 칩을 실장 한 후, 발광 다이오드 칩의 산란 광을 반사시키기 위해 리플렉터를 형성하고 있다. 이때, 리플렉터는 반사 효율을 높이기 위해 일정한 기울기를 갖도록 경사지게 형성되며, 그 재질로는 일 예로 에폭시 수지가 이용되고 있다.
그러나, 발광 다이오드 패키지를 장시간 동안 사용할 경우, 발광 다이오드 칩으로부터 조사되는 산란 광에 의해 수지 계열로 이루어진 리플렉터의 색상이 발하는 변색이 발생하거나, 수분의 침입에 의해 발광 다이오드 칩이 열화되는 등의 문제가 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 10-0593935호(2006.06.30 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 발광 다이오드 칩을 장시간 동안 구동하는 데 기인하여 리플렉터에 변색이 발생하거나, 또는 수분의 침투에 의해 발광 다이오드 칩의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 기판; 상기 기판 상에 실장된 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩을 노출시키는 윈도우가 구비되도록 상기 기판 상면을 덮으며, 상측 표면에 형성된 홈을 구비하는 리플렉터; 및 상기 리플렉터의 내측면 및 상기 기판 상면에 형성된 화이트 실리콘층(white silicone layer);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법은 (a) 칩 실장 영역을 노출시키는 윈도우와 상측 표면에 홈을 구비하는 리플렉터가 형성된 기판을 마련하는 단계; (b) 상기 기판 상면에 발광 다이오드 칩을 실장하는 단계; (c) 상기 리플렉터의 홈 내에 화이트 실리콘(white silicone)을 적하하는 단계; (d) 상기 리플렉터의 홈 내에 적하된 화이트 실리콘을 가열하여 상기 리플렉터의 내측면과 기판 상면으로 플로우시키는 단계; 및 (e) 상기 리플렉터의 내측면과 기판 상면으로 흘러내린 화이트 실리콘을 경화시켜 화이트 실리콘층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 리플렉터의 내측면 및 기판 상면에 대하여 선택적으로 화이트 실리콘 재질로 화이트 실리콘층을 형성함으로써, 장기간 동안 발광 다이오드 칩을 구동하더라도 리플렉터에 변색이 발생하는 것을 방지할 수 있음과 더불어 수분 침투에 의해 발광 다이오드 패키지의 수명이 단축되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 기판(110), 발광 다이오드 칩(120), 리플렉터(130) 및 화이트 실리콘층(140)을 포함한다.
기판(110)은 발광 다이오드 칩(120)을 실장하기 위한 목적으로 사용된다. 이러한 기판(110)으로는 리드 프레임, 세라믹 기판 등이 이용될 수 있다. 이때, 도 1에서는 리드 프레임을 기판으로 이용한 구조를 일 예로 나타내었다.
이러한 기판(110)은 뼈대를 이루는 리드 프레임 몸체(112)와, 상기 리드 프레임 몸체(112)에 형성되어 기판의 배선 역할을 하는 리드(114)를 포함한다. 이때, 리드 프레임 몸체(112)는 PPA(polypthalamide) 수지, PA9T(polyamide 9T) 수지, PCT(polycyclohexane dimethylene terephthalate) 수지, EMC(epoxy molding compound) 수지 등에서 선택된 하나로 형성된다. 그리고, 리드(114)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au) 등의 재질 중에서 선택될 수 있다. 이 중 구리를 이용하는 것이 바람직한데, 이는 가격 대비 전기 전도성이 우수한 물질 중 하나이기 때문이다.
발광 다이오드 칩(120)은 기판(110)의 상면에 실장된다. 이때, 발광 다이오드 칩(120)은 n측 전극과 p측 전극이 모두 상측에 배치되는 수평형 타입, n측 전극과 p측 전극이 모두 하면에 배치되는 플립칩 타입, 그리고 n측 전극과 p측 전극이 각각 상측과 하측에 배치되는 수직형 타입 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 발광 다이오드 칩(120)의 접속 패드(미도시)는 기판(110)의 회로 패턴(미도시)과 금속 와이어(미도시)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
리플렉터(130)는 발광 다이오드 칩(120)을 노출시키는 윈도우(W)가 구비되도록 기판(110) 상면을 덮으며, 상측 표면(130a)에 형성된 홈(H)을 구비한다. 이때, 리플렉터(130)의 내측면(130b)은 발광 다이오드 칩(120)으로부터 조사되는 광을 효과적으로 반사시키기 위한 목적으로 일정한 기울기를 갖도록 경사지게 형성된다.
이러한 리플렉터(130)는 PPA(polypthalamide) 수지, PA9T(polyamide 9T) 수지, PCT(polycyclohexane dimethylene terephthalate) 수지, EMC(epoxy molding compound) 수지 등에서 선택된 하나로 형성된다. 이때, 리플렉터(130)는 리드 프레임 몸체(112)와 동종 재질을 이용하여 사출 성형 방식으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 리플렉터(130)는, 평면상으로 볼 때, 원형 테 또는 사각 테 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
이때, 상기 홈(H)은 리플렉터(130)의 상측 표면(130a)을 따라 형성된다. 이러한 홈(H)은 리플렉터(130)의 가장자리에 비하여 내측이 낮은 높이를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 후술할 화이트 실리콘층(140)의 형성 단계시 리플렉터(130)의 내측면(130b)을 따라 화이트 실리콘이 원활히 흘러내리도록 유도하기 위함이다.
화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 내측면(130b) 및 기판(110) 상면에 형성된다. 또한, 화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 홈(H) 내에 더 형성되어 있을 수 있다. 이러한 화이트 실리콘층(140)은 발광 다이오드 칩(120)으로부터 조사되는 산란 광에 지속적으로 노출되는 데 기인하여 수지 계열의 물질로 이루어진 리플렉터(130)의 색이 발하는 황변 현상을 억제함과 더불어 투습을 방지하기 위한 목적으로 형성된다. 즉, 화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 내측면(130b) 및 기판(110) 상면에 형성되어, 리플렉터(130)에 발광 다이오드 칩(120)으로부터의 산란 광이 조사되는 것을 차단하는 광 차단막의 역할을 한다.
상기 화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 내측면(130b)과 기판(110) 상면에 형성되어, 발광 다이오드 칩(120)의 외측면을 둘러싸며 발광 다이오드 칩(120)과 접촉된다. 특히, 본 발명에서, 화이트 실리콘층(140)의 재질인 화이트 실리콘(white silicone)은 기재인 실리콘에 TiO2 등이 첨가되어 백색을 띄는 것을 의미한다. 일 예로, 화이트 실리콘은 다우코닝(Dow Corning) 사(社)에서 제조한 것이 이용될 수 있다.
이때, 화이트 실리콘층(140)은 1 ~ 500㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 화이트 실리콘층(140)의 두께가 1㎛ 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇은 관계로 리플렉터(130)의 내측면(130b)인 반사면을 완벽히 차단하는 것이 어려워 리플렉터(130)의 색이 변색되는 것을 차단하는 차단막으로서의 기능을 제대로 발휘하지 못할 우려가 있다. 반대로, 화이트 실리콘층(140)의 두께가 500㎛를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 봉지제(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 봉지제(150)는 리플렉터(130) 및 발광 다이오드 칩(120)을 덮도록 형성된다. 이러한 봉지제(150)는 투명 실리콘(transparent silicone), 에폭시 수지(epoxy resin) 등에서 선택된 물질로 형성될 수 있다. 또한, 봉지제(150)에는 발광 다이오드 칩(120)으로부터 조사되는 광의 산란 특성을 향상시키기 위한 형광체(미도시)가 삽입되어 있을 수 있다. 이때, 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 청색 형광체 등에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 리플렉터의 내측면 및 기판 상면에 대하여 선택적으로 화이트 실리콘 재질로 이루어진 화이트 실리콘층을 형성함으로써, 장기간 동안 발광 다이오드 칩을 구동하더라도 리플렉터에 변색이 발생하는 것을 방지할 수 있음과 더불어 수분 침투에 의한 발광 다이오드 칩의 열화로 발광 다이오드 패키지의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(도 1의 100)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 리플렉터(130)의 구조가 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 차이가 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 리플렉터(130)는, 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 리플렉터(도 1의 130)와 다르게, 발광 다이오드 칩(120)을 노출시키는 윈도우(W)가 구비되도록 기판(110) 상면을 덮으며, 상측 표면(130a)에 형성된 둘 이상의 홈(H)을 구비한다. 이때, 상기 홈(H)이 2개 이상 형성될 경우, 2개 이상의 홈(H)은 단계적으로 단차가 낮아지는 계단 형상을 갖도록 설계하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 리플렉터(130)의 상측 표면(130a)에 2개 이상의 홈(H)을 단계적으로 단차가 낮아지는 계단 형상으로 설계할 경우, 화이트 실리콘층(140)을 형성하는 과정시 리플렉터(130)의 내측면(130b)과 기판(110) 상면으로 화이트 실리콘이 균일하게 흘러내리도록 제어하는 것이 보다 용이해질 수 있다.
따라서, 전술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 일 실시예와 마찬가지로 장기간 동안 구동하더라도 리플렉터에 변색이 발생하는 것을 방지할 수 있음과 더불어 투습에 대한 방지 효과가 우수할 뿐만 아니라, 리플렉터의 상측 표면에 2개 이상의 홈을 설계하는 것을 통해 화이트 실리콘층의 제조시 공정 제어가 보다 용이해질 수 있는 구조적인 이점이 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 기판(110), 발광 다이오드 칩(120), 리플렉터(130) 및 화이트 실리콘층(140)을 포함한다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 봉지제(미도시)를 더 포함할 수 있다.
기판(110)은 발광 다이오드 칩(120)을 실장하기 위한 목적으로 사용된다. 이때, 도 4에서는 기판(110)으로 세라믹 기판을 이용한 것에 일 실시예와의 차이가 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
발광 다이오드 칩(120)은 기판(110)의 상면에 실장된다. 발광 다이오드 칩(120)은 n측 전극과 p측 전극이 모두 상측에 배치되는 수평형 타입, n측 전극과 p측 전극이 모두 하면에 배치되는 플립칩 타입, 그리고 n측 전극과 p측 전극이 각각 상측과 하측에 배치되는 수직형 타입 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
리플렉터(130)는 발광 다이오드 칩(120)을 노출시키는 윈도우(W)가 구비되도록 기판(110) 상면을 덮으며, 상측 표면(130a)에 형성된 홈(H)을 구비한다. 이때, 리플렉터(130)의 내측면(130b)은 발광 다이오드 칩(120)으로부터 조사되는 광을 효과적으로 반사시키기 위한 목적으로 일정한 기울기를 갖도록 경사지게 형성된다.
이러한 리플렉터(130)는 PPA(polypthalamide) 수지, PA9T(polyamide 9T) 수지, PCT(polycyclohexane dimethylene terephthalate) 수지, EMC(epoxy molding compound) 수지 등에서 선택된 하나로 형성된다. 이때, 상기 홈(H)은 리플렉터(130)의 상측 표면(130a)을 따라 형성된다. 이러한 홈(H)은 리플렉터(130)의 가장자리에 비하여 내측이 낮은 높이를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 후술할 가열 단계시 리플렉터(130)의 내측면(130b)을 따라 화이트 실리콘이 원활히 흘러내리도록 유도하기 위함이다.
화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 내측면(130b)에 형성된다. 또한, 화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 홈(H) 내에 더 형성되어 있을 수 있다. 이러한 화이트 실리콘층(140)은 발광 다이오드 칩(120)으로부터 조사되는 산란 광에 지속적으로 노출되는 데 기인하여 수지 계열의 물질로 이루어진 리플렉터(130)의 색이 발하는 황변 현상을 억제함과 더불어 투습을 방지하기 위한 목적으로 형성된다. 즉, 화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 내측면(130b)에 형성되어, 리플렉터(130)에 발광 다이오드 칩(120)으로부터의 산란 광이 조사되는 것을 차단하는 광 차단막의 역할을 한다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 리드 프레임을 기판(110)으로 이용하는 구조에서는 금속 재질로 이루어진 리드(112)와, PPA 수지 등으로 이루어진 리드 프레임 몸체(114)로 이루어진 리드 프레임(110)과, PPA 수지 등으로 이루어진 리플렉터(130)가 실리콘 재질로 이루어진 봉지제(150)와의 결합력이 약한 측면이 있기 때문에 이를 보상하기 위해 리플렉터(130)의 내측면(130b)과 더불어 기판(110) 상면에 대해서도 화이트 실리콘층(140)을 형성하였다.
이와 달리, 도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)와 같이, 기판(110) 재질로 세라믹 기판을 이용할 경우, 봉지제(미도시)의 재질인 실리콘이나 에폭시 수지와의 결합력이 우수하여 리드 프레임을 기판으로 사용한 구조에 비하여 투습 현상이 미미하게 발생하는 이점이 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예와 같이, 세라믹 기판(110)을 이용할 경우, 화이트 실리콘층(140)은 리플렉터(130)의 내측면(130a)에 대해서만 형성하더라도 투습이 발생하는 것을 미연에 차단할 수 있게 된다. 이때, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 경우, 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 마찬가지로, 화이트 실리콘층(140)을 리플렉터(130)의 내측면(130b) 및 기판(110) 상면에 대하여 형성하는 것도 무방하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법은 기판 마련 단계(S210), 발광 다이오드 칩 실장 단계(S220), 화이트 실리콘 적하 단계(S230), 가열 단계(S240) 및 화이트 실리콘층 형성 단계(S250)를 포함한다.
기판 마련
도 5 및 도 6을 참조하면, 기판 마련 단계(S210)에서는 칩 실장 영역을 노출시키는 윈도우(W)와 상측 표면에 홈(H)을 구비하는 리플렉터(130)가 형성된 기판(110)을 마련한다.
기판(110)은 리드 프레임, 세라믹 기판 등이 이용될 수 있다. 그리고, 리플렉터(130)의 내측면(130b)은 일정한 기울기를 갖도록 경사지게 형성하는 것이 바람직한데, 이는 반사 효율을 극대화하기 위함이다. 이러한 리플렉터(130)는 PPA(polypthalamide) 수지, PA9T(polyamide 9T) 수지, PCT(polycyclohexane dimethylene terephthalate) 수지, EMC(epoxy molding compound) 수지 등에서 선택된 하나로 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 홈(H)은 리플렉터(130)의 상측 표면(130a)을 따라 형성된다. 이러한 홈(H)은 리플렉터(130)의 가장자리에 비하여 내측이 낮은 높이를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 후술할 가열 단계(S240)시 리플렉터(130)의 내측면(130b)을 따라 화이트 실리콘이 원활히 흘러내리도록 유도하기 위함이다.
이와 달리, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 홈(H)은 2개 이상 형성할 수 있으며, 이 경우 2개 이상의 홈(H)은 단계적으로 단차가 낮아지는 계단 형상을 갖도록 설계하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 리플렉터(130)의 상측 표면(130a)에 2개 이상의 홈(H)을 단계적으로 단차가 낮아지는 계단 형상으로 설계할 경우, 화이트 실리콘 적하 과정시 리플렉터(130)의 내측면(130b)과 기판(110) 상면으로 화이트 실리콘이 균일하게 흘러내리도록 제어하는 것이 보다 용이해질 수 있다.
발광 다이오드 칩 실장
도 5 및 도 7을 참조하면, 발광 다이오드 칩 실장 단계(S220)에서는 기판(110) 상면에 발광 다이오드 칩(120)을 실장한다. 발광 다이오드 칩(120)은 n측 전극과 p측 전극이 모두 상측에 배치되는 수평형 타입, n측 전극과 p측 전극이 모두 하면에 배치되는 플립칩 타입, 그리고 n측 전극과 p측 전극이 각각 상측과 하측에 배치되는 수직형 타입 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
화이트 실리콘 적하
도 5 및 도 8을 참조하면, 화이트 실리콘 적하 단계(S230)에서는 리플렉터(130)의 홈(H) 내에 화이트 실리콘(145)을 적하한다. 이때, 본 단계에서, 화이트 실리콘(145)은 슬러리 상태로 노즐(300) 내에 저장된다. 이러한 화이트 실리콘(145)은 리플렉터(130)의 홈(H)과 이격된 상측으로 노즐(300)을 배치시킨 후, 상기 노즐(300)로부터 화이트 실리콘(145)을 리플렉터(130)의 홈(H) 내에 적정량을 적하하는 방식으로 실시될 수 있다. 이때, 본 발명에서, 화이트 실리콘은 기재인 실리콘에 TiO2 등이 첨가되어 백색을 띄는 것을 의미한다. 일 예로, 화이트 실리콘은 다우코닝(Dow Corning) 사(社)에서 제조한 것이 이용될 수 있다.
가열
도 5 및 도 9를 참조하면, 가열 단계(S240)에서는 리플렉터(130)의 홈(H) 내에 적하된 화이트 실리콘(145)을 가열하여 리플렉터(130)의 내측면(130b)과 기판(110) 상면으로 플로우시킨다.
본 단계에서, 가열은 40 ~ 60℃로 실시하는 것이 바람직하다. 이때, 가열 온도가 40℃ 미만일 경우에는 그 온도가 너무 낮은 관계로 홈(H) 내에 적하된 화이트 실리콘(145)이 리플렉터(130)의 내측면(130b)으로 원활히 흘러내리지 못하는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 가열 온도가 60℃를 초과할 경우에는 화이트 실리콘(145)의 점도를 낮추는 요인으로 작용하여 리플렉터(130)의 내측면(130b)에 부착되지 못하고 기판(110) 상면으로 화이트 실리콘(145)이 대부분 흘러내리는 결과를 초래할 수 있다.
화이트 실리콘층 형성
도 5 및 도 10을 참조하면, 화이트 실리콘층 형성 단계(S250)에서는 리플렉터(130)의 내측면(130b)과 기판(110) 상면으로 흘러내린 화이트 실리콘(도 9의 145)을 경화시켜 화이트 실리콘층(140)을 형성한다. 본 단계에서, 경화는 120 ~ 170℃로 실시하는 것이 바람직하다. 이때, 경화 온도가 120℃미만일 경우에는 적정 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 경화 온도가 170℃를 초과할 경우에는 더 이상의 온도 상승 효과 없이, 과도한 경화로 인해 오히려 리플렉터(130)에 크랙(crack)을 발생시키는 요인으로 작용할 수 있다.
이때, 화이트 실리콘층(140)은 1 ~ 500㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 화이트 실리콘층(140)의 두께가 1㎛ 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇은 관계로 리플렉터(130)의 내측면(130b)인 반사면을 완벽히 차단하는 것이 어려워 리플렉터(130)의 색이 변색되는 것을 차단하는 차단막으로서의 기능을 제대로 발휘하지 못할 우려가 있다. 반대로, 화이트 실리콘층(140)의 두께가 500㎛를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 화이트 실리콘층 형성 단계(S250) 이후에는 리플렉터(130) 및 발광 다이오드 칩(120)을 봉지하는 봉지제(미도시)를 형성하는 봉지제 형성 단계(미도시)가 더 실시될 수 있다.
상기의 과정(S210 ~ S250)으로 제조되는 발광 다이오드 패키지는 리플렉터의 내측면 및 기판 상면에 대하여 선택적으로 화이트 실리콘 재질로 이루어진 화이트 실리콘층을 형성함으로써, 장기간 동안 발광 다이오드 칩을 구동하더라도 리플렉터에 변색이 발생하는 것을 방지할 수 있음과 더불어 투습에 의해 발광 다이오드 패키지의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 실험 방법
실시예 1
가로(3cm)*세로(3cm)*두께(1cm)의 구리 판(시편) 상에 다우코닝(Dow Corning) 사(社)의 화이트 실리콘을 2mm의 두께로 도포한 후, 온도 85℃ 및 습도 85%에서 360 시간 동안 에이징(aging) 처리를 실시하였다.
비교예 1
화이트 실리콘 대신 PA9T를 도포한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 실시하였다.
비교예 2
화이트 실리콘 대신 PCT 수지를 도포한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 실시하였다.
2 물성 평가 결과
표 1은 실시예 1 및 비교예 1 ~ 2에 따른 수분 흡수율 측정 결과를 나타낸 것이다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 비교예 1 ~ 2의 경우에는 에이징 처리 시간의 경과에 따라 수분 흡수율이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이와 달리, 실시예 1의 경우에는 에이징 처리 60시간 경과 후부터는 대략 0.3%의 수분 흡수율을 지속적으로 유지하다가 360시간 경과 후에는 0.1% 이하로 상당히 낮은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.
위의 실험 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 화이트 실리콘을 도포한 실시예 1의 경우, PA9T, PCT 수지를 각각 도포한 비교예 1 ~ 2에 비하여, 수분 흡수율이 상당히 우수하다는 것을 확인하였다. 따라서, 실시예 1이 비교예 1 ~ 2에 비하여 습기 침투 방지 효과가 우수하다는 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 발광 다이오드 패키지 110 : 기판
120 : 발광 칩 130 : 리플렉터
130a : 리플렉터 상면 130b : 리플렉터 내측면
140 : 화이트 실리콘층 H : 홈
150 : 봉지제 W : 윈도우
R : 리세스
S210 : 기판 마련 단계
S220 : 발광 다이오드 칩 실장 단계
S230 : 화이트 실리콘 적하 단계
S240 : 가열 단계
S250 : 화이트 실리콘층 형성 단계

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 실장된 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩을 노출시키는 윈도우가 구비되도록 상기 기판 상면을 덮으며, 상측 표면에 형성된 홈을 구비하는 리플렉터; 및
    상기 리플렉터의 내측면 및 상기 기판 상면에 형성된 화이트 실리콘층(white silicone layer);을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리플렉터는
    PPA 수지, PA9T 수지, PCT 수지 및 EMC 수지 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리플렉터는
    원형 테 또는 사각 테 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홈은
    상기 리플렉터의 상측 표면을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홈은
    상기 리플렉터의 가장자리에 비하여 내측이 낮은 높이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홈은
    2개 이상 형성되며, 상기 2개 이상의 홈은 단계적으로 단차가 낮아지는 계단 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화이트 실리콘층은
    1 ~ 500㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화이트 실리콘층은
    상기 리플렉터의 홈 내에 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발광 패키지는
    상기 리플렉터 및 발광 다이오드 칩을 봉지하는 봉지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  10. (a) 칩 실장 영역을 노출시키는 윈도우와 상측 표면에 홈을 구비하는 리플렉터가 형성된 기판을 마련하는 단계;
    (b) 상기 기판 상면에 발광 다이오드 칩을 실장하는 단계;
    (c) 상기 리플렉터의 홈 내에 화이트 실리콘(white silicone)을 적하하는 단계;
    (d) 상기 리플렉터의 홈 내에 적하된 화이트 실리콘을 가열하여 상기 리플렉터의 내측면과 기판 상면으로 플로우시키는 단계; 및
    (e) 상기 리플렉터의 내측면과 기판 상면으로 흘러내린 화이트 실리콘을 경화시켜 화이트 실리콘층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 리플렉터는
    PPA 수지, PA9T 수지, PCT 수지 및 EMC 수지 중 선택된 하나의 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 가열은
    40 ~ 60℃로 실시하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 경화는
    120 ~ 170℃로 실시하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 화이트 실리콘층은
    1 ~ 500㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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