(57)【要約】【課題】熱放出効果が高く、製造費用を節減できるサブマウント、発光ダイオードパッケージ、及びその製造方法を提供する。【解決手段】複数の発光ダイオードが取り付けられたサブマウントであって、複数の発光ダイオードがそれぞれ取り付けられた複数の金属ボディーと、隣接した金属ボディーが互いに支持され、互いに電気的に分離されるように隣接した金属ボディー間に介在する酸化壁と、を含むサブマウントは、金属を選択的に酸化させ、複数の発光ダイオードが取り付けられたサブマウントを形成することを特徴とする。【選択図】 図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージの製造方法であって、
金属板を選択的に酸化させて、縦方向に伸びる複数の酸化壁を形成する工程と、
前記金属板のうち酸化壁が形成されていない部分の上面に複数の発光ダイオードを取り付ける工程と、
前記金属板を横方向に切断して、前記酸化壁によって互いに電気的に分離され前記発光ダイオードが取り付けられた複数の金属ボディーを含む複数のサブマウントが形成される工程と、
前記複数のサブマウントのうち少なくとも一つのサブマウントがキャビティの設けられた基板に搭載される工程と、
前記発光ダイオード及びこれと隣接する他の発光ダイオードが配置された金属ボディーを連結するように導電性ワイヤを形成する工程と、
を含む発光ダイオードパッケージ製造方法。
【請求項２】
前記金属板は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ製造方法。
【請求項３】
前記発光ダイオードの陽極及び陰極の何れかの電極が、前記金属ボディーと接触することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ製造方法。
【請求項４】
前記金属板の下面を酸化させて酸化層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サブマウント、発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード、すなわち、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、電流を流すと多様な色の光を発生する半導体素子の一種である。ＬＥＤが発光する色は、主として、ＬＥＤの半導体を構成する化学成分により決まる。このようなＬＥＤは、フィラメントに基づいた光源に比べて寿命が長く、消費電力が低く、また初期駆動特性に優れており、高い振動抵抗や反復的な電源断続に対して公差が高いなどの長所を多く有し、その需要が増加しつつある。
【０００３】
従来のＬＥＤは１Ｗ級未満の電力を有し、ＢＬＵ（ＢＡＣＫ ＬＩＧＨＴ ＵＮＩＴ）などの低電力用に使用されてきた。しかし、発光ダイオードの高電力分野（照明、自動車用ヘッドランプ、街灯など）への要求が高まり、これに伴って、ＬＥＤの効率及び寿命に対する関心が高まっている。その結果として、高電力発光ダイオードパッケージの重要性もまた増大している。このような高電力発光ダイオードパッケージは大きな出力を要するため、高い放熱性を有することが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、熱放出特性に優れたサブマウント及びこれを備えた発光ダイオードパッケージ並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、複数の発光ダイオードが取り付けられたサブマウントであって、複数の発光ダイオードがそれぞれ取り付けられた複数の金属ボディーと、隣接した金属ボディーが互いに支持され、電気的には分離されるように隣接した金属ボディー間に介在した酸化壁を含むサブマウントが提供される。
【０００６】
金属ボディーはアルミニウムを含み、酸化壁は酸化アルミニウムを含むことができる。また、複数の金属ボディー及び酸化壁の下面には酸化層が形成されてもよい。
【０００７】
本発明の別の実施形態によれば、複数の発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージであって、キャビティが設けられた基板と、キャビティに内蔵されたサブマウントと、サブマウントに取り付けられた複数の発光ダイオードを含み、サブマウントは、複数の発光ダイオードがそれぞれ設けられた複数の金属ボディーと、隣接した金属ボディーが互いに支持され、電気的には分離されるように隣接した金属ボディー間に介在する酸化壁とを含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージが提供される。
【０００８】
金属ボディーはアルミニウムを含み、酸化壁は酸化アルミニウムを含むことができ、複数の金属ボディー及び酸化壁の下面には、酸化層が形成されることができる。また、発光ダイオードの陽極及び陰極の何れかの電極は金属ボディーと接触するように配置されてもよい。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態によれば、複数の発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージの製造方法であって、金属板を選択的に酸化させて、酸化壁により互いに電気的に分離された複数の金属ボディーを含むサブマウントが形成される工程と、金属ボディーそれぞれに発光ダイオードが取り付けられる工程と、サブマウントがキャビティの設けられた基板に搭載される工程と、を含む発光ダイオードパッケージ製造方法が提供される。金属板はアルミニウムを含むことができ、発光ダイオードの陽極及び陰極の何れかの電極は、金属ボディーに接触されるように取り付けられることができる。また、金属板の下面を酸化させて酸化層を形成する工程をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の好ましい実施例によれば、金属を選択的に酸化させて複数の発光ダイオードが取り付けられたサブマウントを形成することにより、熱放出効果が高くなり、製造費用を節減できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するにあたって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１２】
本願で用いた用語は、特定の実施例を説明するためにのみ用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなければならない。
【００１３】
以下、本発明に係るサブマウント、発光ダイオードパッケージ及びその製造方法の好ましい実施例を添付図面に基づいて詳細に説明し、添付図面を参照して説明することにあたって、同一かつ対応する構成要素は、同一の参照符号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるサブマウントの一実施例を示す断面図であり、図２は、他の実施例を示す断面図であり、図３は、他の実施例を示す平面図である。図１〜図３を参照すると、金属ボディー１２、酸化壁１４、酸化層１６、発光ダイオード２０が示されている。
【００１５】
本実施例によるサブマウントは、複数の発光ダイオード２０がそれぞれ取り付けられた複数の金属ボディー１２を含み、これらの金属ボディー１２は、酸化壁１４により電気的に分離されて、互いに絶縁される構造を有する。それぞれの金属ボディー１２は、酸化壁１４により互いに支持され、製造工程におけるハンドリングが容易になる。
【００１６】
放熱機能の効率性及び経済性の側面から、本実施例によるサブマウントは、主要な材質としてアルミニウムを含むことが望ましい。すなわち、アルミニウム板の一部を陽極酸化方式などで酸化させて酸化壁１４を形成することにより、互いに絶縁された複数の金属ボディー１２を形成することができる。これにより、アルミニウム材質の金属ボディー１２と酸化アルミニウム材質の酸化壁１４を形成することができる。
【００１７】
一方、サブマウントの下面に絶縁層を形成しようとする場合には、図２に示すように、金属ボディー１２及び酸化壁１４の下面に酸化層１６を形成できる。例えば、上述したように、アルミニウム板の一部を酸化させて酸化壁１４を形成した後、アルミニウム板の下面も酸化させて酸化層１６を形成できる。このような構造により、本実施例によるサブマウントが基板３０に搭載される際、基板３０の上面とサブマウントの下面との意図的ではない接続を防止することができる。
【００１８】
以上、本発明の一実施形態によるサブマウントの実施例について説明したが、以下、図４及び図５を参照して、上述したサブマウントが搭載された発光ダイオードパッケージについて説明する。図４は、本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図であり、図５は、本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージを示す平面図である。図４及び図５を参照すると、金属ボディー１２、酸化壁１４、発光ダイオード２０、ワイヤ２２、基板３０、キャビティ３２、電極３４、光反射面３６、及び接着層４０が示されている。
【００１９】
本実施例による発光ダイオードパッケージは、上述した構造を有するサブマウントの各金属ボディー１２上に発光ダイオード２０が取り付けられたものであって、このサブマウントが接着層４０などによって、光反射面３６を備えたキャビティ３２が設けられた基板３０に搭載される構造を有する。
【００２０】
上述したように、キャビティ３２の内部に搭載されるサブマウントは、複数の発光ダイオード２０がそれぞれ取り付けられた複数の金属ボディー１２を含んでおり、これらの金属ボディー１２は酸化壁１４によって互いに電気的に分離される、すなわち、互いに絶縁される構造を有する。放熱機能の効率性及び経済性の側面から、本実施例によるサブマウントは、上述したように、主要な材質としてアルミニウムを含むものとしてもよい。
【００２１】
金属ボディー１２の上面には、それぞれ発光ダイオード２０が取り付けられる。発光ダイオード２０が作動することによって発生する熱は、発光ダイオード２０の下面に位置した金属ボディー１２を通じて効率的に分散されるようにすることができ、金属ボディー１２をそれぞれ電気的に分離する酸化壁１４も、通常のポリマー材質の絶縁体に比べて相対的に優れた熱伝導度を有するため、サブマウント全体として熱の分散が効率的に行われるようになる。
【００２２】
一方、発光ダイオード２０の陽極または陰極の何れかの電極が下面に形成される場合には、下面に形成された電極と金属ボディー１２とを直接接触させることにより、金属ボディー１２が電気及び熱の通り路としての機能を行うようにすることもできる。
【００２３】
すなわち、図４に示すように、発光ダイオード２０の陽極及び陰極の何れかの電極が下面に形成され、別の電極が上面に形成された場合、発光ダイオード２０の上面と隣接した金属ボディー１２との間は、ワイヤボンディングによって電気的に接続することができ、キャビティ３２の下面に電極が形成された場合には、金属ボディー１２とキャビティ３２の下面の電極とを互いに接続させることもできる。しかし、このような電気的接続構造は一例に過ぎないため、発光ダイオード２０に配置された陽極及び陰極の構造に応じて、電気的な接続構造を異にすることができる。
【００２４】
キャビティ３２の側面には、光反射面３６が形成されており、発光ダイオード２０の光集束効率を極大化することができる。図面には示されていないが、キャビティ３２には、透明な材質のモールディング樹脂などを充填して球面レンズを形成することもでき、所定のパターンを有するスリットを形成することもできる。図４には、上述した一実施例によるサブマウントの搭載された発光ダイオードパッケージが示されているが、別の実施例によるサブマウントも適用することができる。
【００２５】
次に、図６〜図１０を参照して、本発明のさらに別の実施形態による発光ダイオードパッケージ製造方法について説明する。図６は、本発明のさらに別の実施形態による発光ダイオードパッケージ製造方法の手順を示す図である。図７〜図１０は、図６の発光ダイオードパッケージ製造方法を示す工程図である。図７〜図１０を参照すると、金属板１０、金属ボディー１２、酸化壁１４、発光ダイオード２０、ワイヤ２２、基板３０、キャビティ３２、電極３４、光反射面３６、及び接着層４０が示されている。
【００２６】
先ず、図６のステップＳ１１０では、図７に示すように、金属板１０を選択的に酸化させて形成された酸化壁１４によって、電気的に分離された金属ボディー１２を複数含むサブマウントが形成される。放熱機能の効率性及び経済性の側面から、金属板１０の主要な材質としては、アルミニウムを含むことが望ましい。すなわち、アルミニウム板の一部を酸化させて酸化壁１４を形成することにより、互いに絶縁される複数の金属ボディー１２を形成することができる。これにより、アルミニウム材質の金属ボディー１２と酸化アルミニウム材質の酸化壁１４とを形成することができる。
【００２７】
多くのサブマウントを同時に形成しようとする場合には、図７に示すように、金属板１０に対して縦方向に酸化壁１４を形成した後、図８に示すように、金属板１０を横方向に切断する方法を用いることができる。図８に示された横方向の点線は切断線を示す。
【００２８】
一方、サブマウントの下面に絶縁層を形成しようとする場合には、図６のステップＳ１１５において、図２に示したような酸化層１６を金属板１０の下面を酸化させることによって形成することができる。このように、金属板１０の下面にも酸化層１６を形成することにより、サブマウントが基板３０に搭載される際に、基板３０の上面とサブマウントの下面との間の意図しない接続を防止することができる。
【００２９】
上述した方法を通じてサブマウントを形成した後、図６のステップＳ１２０で、図８に示したように、金属ボディー１２にそれぞれ発光ダイオード２０を取り付ける。一方、上述したように、多くのサブマウントを同時に形成しようとする場合には、金属板１０を横方向に切断する前に発光ダイオード２０を取り付け、その後、金属板１０を切断することも可能である。
【００３０】
一方、発光ダイオード２０の陽極または陰極の何れかの電極が下面に形成された場合には、上述したように、下面に形成された電極と金属ボディー１２とを直接接触させることにより、金属ボディー１２が電気及び熱の通り路としての機能を行うものとすることができる。そして、図６のステップＳ１３０で、キャビティ３２が設けられた基板３０にサブマウントを搭載する。すなわち、図９及び図１０に示すように、キャビティ３２の内部に発光ダイオード２０を取り付けたサブマウントを搭載できるようになる。キャビティ３２の側面には光反射面３６が形成され、発光ダイオード２０の光集束効率を極大化することができる。図１０では、接着層４０を用いてサブマウントが実装されているが、その他にも多様な方法を用いることができる。
【００３１】
基板３０にサブマウントを搭載した後、ワイヤ２２などを用いて、電極と発光ダイオード２０とを電気的に接続させることができる。また、図面には示されていないが、キャビティ３２には透明な材質のモールディング樹脂などを充填して球面レンズを形成してもよく、所定のパターンを有するスリットを形成してもよい。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術的領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できるであろう。上述した実施例以外にも、多くの実施例が本発明の特許請求の範囲内に存在することも理解できるであろう。
【００３３】
尚、本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）複数の金属ボディーと、
前記複数の金属ボディーが互いに電気的に分離されるように前記複数の金属ボディーの間に介在され、隣接する金属ボディーを支持する電気絶縁性酸化壁と、
前記複数の金属ボディーそれぞれの一面上にこれと電気的に接続された状態でそれぞれ配置された複数の発光ダイオードと、
前記発光ダイオード及びこれと隣接する他の発光ダイオードが配置された金属ボディーを連結する導電性ワイヤと、
を含むサブマウント。
（２）前記金属ボディーは、アルミニウムを含み、
前記酸化壁は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のサブマウント。
（３）  前記複数の金属ボディー及び前記酸化壁の下面に形成された酸化層をさらに含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のサブマウント。
【００３４】
（４）キャビティが設けられた基板と、
前記キャビティに内蔵されたサブマウントと、
を含み、
前記サブマウントは、
複数の金属ボディーと、
前記複数の金属ボディーが互いに電気的に分離されるように前記複数の金属ボディーの間に介在され、隣接する金属ボディーを支持する電気絶縁性酸化壁と、
前記複数の金属ボディーそれぞれの一面上にこれと電気的に接続された状態でそれぞれ配置された複数の発光ダイオードと、
前記発光ダイオード及びこれと隣接する他の発光ダイオードが配置された金属ボディーを連結する導電性ワイヤと、
を含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
（５）前記金属ボディーは、アルミニウムを含み、
前記酸化壁は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする実施態様（４）に記載の発光ダイオードパッケージ。
（６）  前記複数の金属ボディー及び前記酸化壁の下面に形成された酸化層をさらに含むことを特徴とする実施態様（４）に記載の発光ダイオードパッケージ。
（７）  前記発光ダイオードの陽極及び陰極の何れかの電極が、前記金属ボディーと接触することを特徴とする実施態様（４）に記載の発光ダイオードパッケージ。
【００３５】
（８）複数の発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージの製造方法であって、
金属板を選択的に酸化させて、酸化壁によって互いに電気的に分離される複数の金属ボディーを含むサブマウントが形成される工程と、
前記金属ボディーのそれぞれに発光ダイオードが取り付けられる工程と、
前記サブマウントがキャビティの設けられた基板に搭載される工程と、
前記発光ダイオード及びこれと隣接する他の発光ダイオードが配置された金属ボディーを連結するように導電性ワイヤを形成する工程と、
を含む発光ダイオードパッケージ製造方法。
（９）  前記金属板は、アルミニウムを含むことを特徴とする実施態様（８）に記載の発光ダイオードパッケージ製造方法。
（１０）  前記発光ダイオードの陽極及び陰極の何れかの電極が、前記金属ボディーと接触することを特徴とする実施態様（８）に記載の発光ダイオードパッケージ製造方法。
（１１）  前記金属板の下面を酸化させて酸化層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする実施態様（８）に記載の発光ダイオードパッケージ製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態によるサブマウントの一実施例の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるサブマウントの他の実施例の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるサブマウントの他の実施例の平面図である。
【図４】本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態による発光ダイオードパッケージ製造方法の手順を示す図である。
【図７】図６の発光ダイオードパッケージ製造方法を示す工程図である。
【図８】図６の発光ダイオードパッケージ製造方法を示す工程図である。
【図９】図６の発光ダイオードパッケージ製造方法を示す工程図である。
【図１０】図６の発光ダイオードパッケージ製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 金属板
１２ 金属ボディー
１４ 酸化壁
１６ 酸化層
２０ 発光ダイオード
２２ ワイヤ
３０ 基板
３２ キャビティ
３４ 電極
３６ 光反射面
４０ 接着層
【図１】
2012182482.tif 000003
【図２】
2012182482.tif 000004
【図３】
2012182482.tif 000005
【図４】
2012182482.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012182482.tif 000008
【図７】
2012182482.tif 000009
【図８】
2012182482.tif 000010
【図９】
2012182482.tif 000011
【図１０】
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