(57)【要約】  本発明は、マルチチップＬＥＤパッケージに関し、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージは、漏斗形状のビアホールを含み、一面に回路配線が形成されたＰＣＢを配設し、前記ビアホールの傾斜面をＬＥＤチップから放出される光の反射板として使用するように構成される。また、前記ＬＥＤチップ及びビアホールは、多数個形成されることができ、前記ＬＥＤチップは、放熱板であるメタルベースに直接ボンディングされて構成される。  このような構成の本発明は、熱放出が容易なメタルベース上に直接ＬＥＤチップを接合し、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）の傾斜したビアホール面を反射板として使用し、別途の放熱構造及び反射板を必要としないので、構造及び製造工程を単純化することができ、製造費用を節減することができるという効果がある。【選択図】図4
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤパッケージにおいて、
漏斗形状のビアホールが形成されたＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を含み、前記ビアホールの傾斜面をＬＥＤチップから放出される光の反射用途として使用するマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
第１項において、
前記ビアホール及び前記ＬＥＤチップを多数個含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記ＬＥＤチップは、放熱板であるメタルベースにボンディングされることを特徴とする請求項２に記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記ＰＣＢは、前記メタルベース上に積層されることを特徴とする請求項３に記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記ビアホールに充填される封止剤をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいすれかに記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
前記ＰＣＢの上部に積層される光学板を備え、
前記光学板は、レンズを含み、前記レンズは、前記ＬＥＤチップに対応する位置に配置されることを特徴とする請求項５に記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
前記ビアホールの傾斜面に反射板を備えることを特徴とする請求項５に記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項８】
前記ビアホールの傾斜面に反射板を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいすれかに記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【請求項９】
前記ＰＣＢは、多層のＰＣＢであり、中問層に前記ＬＥＤチップを駆動する駆動回路部が設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいすれかに記載のマルチチップＬＥＤパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチチップＬＥＤパッケージに関し、より詳細には、別途の反射板及び放熱構造を必要としないマルチチップＬＥＤパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＥＤという）は、電流の印加によって光を発生させる素子であって、従来の光源に比べて低電圧及び低電流で連続発光が可能であり、消費電力が小さいという利点がある。最近、このような利点を利用して、その適用分野がＬＥＤを用いた照明装置及び平板ディスプレイ装置のバックライトに拡大されている。
【０００３】
ＬＥＤは、各々赤色、緑色及び青色の光を発生させる個別素子の光を混合し、前記照明装置及びバックライトで白色光を発生させる形態で基板にパッケージングする方法と、単一のチップ内に前記赤色、緑色及び青色のＬＥＤが含まれたＬＥＤチップを基板に接合し、ワイヤボンディングによりパッケージングする方法とに大きく分けられる。このような従来のＬＥＤパッケージを添付の図面を参照して詳しく説明する。
【０００４】
図１は、従来のＬＥＤパッケージを示す断面構成図である。
図１を参照すれば、従来のＬＥＤパッケージは、メタルベース１と、前記メタルベース１の上面全面に蒸着された絶縁層２と、前記絶縁層２の上部の一部に付着されたＬＥＤチップ３と、前記絶縁層２の上部に位置し、前記ＬＥＤチップ３の各々に電源を供給するための配線層４と、前記配線層４とＬＥＤチップ３の各々とを連結するワイヤ５と、前記ＬＥＤチップ３の各々から所定距離をもって離隔される位置の前記配線層４及び絶縁層２の上部に位置する反射板６と、前記反射板６が成す空間で前記ＬＥＤチップ３の上部の一部まで位置する封止剤（ＥＭＣ：Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）７と、前記封止剤７の上部から前記反射板６の高さまで位置する拡散剤８と、前記構造の上部全面に位置するレンズ９とを備えて構成される。
【０００５】
以下、上記のように構成された従来のＬＥＤパッケージの構成と製造方法をさらに詳しく説明する。
【０００６】
まず、メタルベース１の上部に絶縁層２を蒸着し、当該絶縁層３の上部全面に金属配線物質を蒸着した後、これをフォトリソグラフィー（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｙ）によりエッチングし、配線層４を形成する。
【０００７】
この際、配線層４は、相互離隔するようにして、ＬＥＤチップ３を実装することができる空間を確保する。
【０００８】
次に、配線層４の間の絶縁層２上にＬＥＤチップ３を付着する。この際、付着は、接着剤を使用して行うことができる。次に、ワイヤ５を配線層４及びＬＥＤチップ３に各々ボンディングし、ＬＥＤチップ３の各々に電源を供給することができるようにする。
【０００９】
次に、光を拡散させることができる無機材料または有機材料よりなる反射板６を準備し、当該反射板６に前記ＬＥＤチップ３及びワイヤ５に該当する部分が露出されるように、ビアホールを形成し、当該反射板６をＬＥＤチップ３及びワイヤ５が露出されるように、前記絶縁層２及び配線層４上に接合する。
【００１０】
この際、反射板６に形成するビアホールは、その側面部が垂直な状態で形成する。次に、前記反射板６のビアホール部にエポキシ樹脂またはシリコン樹脂である封止剤７を充填する。この際、封止剤７の充填高さは、前記ＬＥＤチップ３の高さ以上であり、且つ反射板６の高さに至らない程度にする。次に、前記封止剤７の上部に無機材料または有機材料として光を拡散させることができる拡散剤８を充填する。前記拡散剤８の高さは、反射板６と同一になることができるようにする。次に、前記反射板６と拡散剤８の上部全面にレンズ９を接合する。
【００１１】
このような構成の従来のマルチチップＬＥＤパッケージは、別途の反射板６を備えなければ、発生した光を拡散させることができない構造なので、構造と製造方法が相対的に複雑であり、そのため、製造費用が増加し、収率が低下するという問題点があった。また、熱を放出するためのメタルベース１を使用しているが、メタルベース１とＬＥＤチップ３が絶縁層２を介して配置されていて、熱の放出効率が低下し、照明器具として使用する場合、別途の放熱構造を必要とするという問題点があった。
【００１２】
また、反射板６を使用するため、ＬＥＤチップ３の間の距離を狭めるのに限界があり、小型の高出力照明装置を提供することができないという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、別途の反射板を使用することなく、光を充分に反射させて発散することができるマルチチップＬＥＤパッケージを提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、ＬＥＤチップをメタルベース上に直接接合することによって、ＬＥＤチップから発生する熱を効果的に放出することができるマルチチップＬＥＤパッケージを提供することにある。
【００１５】
また、本発明のさらに他の目的は、ＬＥＤチップ間の距離を最小化し、ＬＥＤチップの集積度を高めることができるマルチチップＬＥＤパッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージは、ＬＥＤパッケージにおいて、漏斗形状のビアホールを含み、一面に回路配線が形成されたＰＣＢを配設し、前記ビアホールの傾斜面をＬＥＤチップから放出される光の反射板として使用するように構成される。
【００１７】
また、前記ＬＥＤチップ及びビアホールは、多数個形成されることができ、前記ＬＥＤチップは、放熱板であるメタルベースに直接ボンディングされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、熱放出が容易なメタルベース上に直接ＬＥＤチップを接合し、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）の傾斜したビアホール面を金属メッキし、反射板として使用し、これにより、別途の反射板を必要としないので、構造及び製造工程を単純化することができ、製造費用を節減することができる効果がある。
【００１９】
また、上記のようにＬＥＤチップの間に反射板を使用しないので、ＬＥＤチップ間の距離を最小化することができ、集積度を高めることができると共に、集積度の向上によって高出力の照明装置を提供することができるという効果がある。
【００２０】
また、ＬＥＤチップをメタルベース上に直接接合することによって、ＬＥＤチップから発生する熱を効果的に放出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のＬＥＤパッケージの断面構成図である。
【図２】本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージの単一画素部を示す断面図である。
【図３】本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージの複数画素部を示す断面図である。
【図４】本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージを示す分解斜視図である。
【図５】本発明においてＰＣＢを示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるＰＣＢを示す平面図である。
【図８】多層のＰＣＢを使用した本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。
図２は、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージの単一画素部を示す断面図であり、図３は、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージの複数画素部を示す断面図であり、図４は、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージを示す分解斜視図である。
【００２３】
図２から図４を参照すれば、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージの好ましい実施形態は、放熱のためのメタルベース１０の上部に付着された多数のＬＥＤチップ２０と；前記ＬＥＤチップ２０の該当位置に漏斗形状（ｔａｐｅｒ）のビアホール３１を有し、その上面には、ＬＥＤチップ２０の連結のための回路配線３２が形成されているＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）３０と；前記ＬＥＤチップ２０の各々と前記回路配線３２とを連結する第１及び第２ワイヤ４１、４２と；前記ＰＣＢ３０の前面に接着された光学板５０；とを備えて構成される。
【００２４】
参照符号６０は、前記漏斗形状のビアホール３１に充填される封止剤であり、３３は、ビアホール３１の内部に設けられ、反射板として使用される金属層である。
【００２５】
以下、上記のように構成される本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージの好ましい実施形態を添付の図２から図４を参照して詳しく説明する。
【００２６】
まず、メタルベース１０は、ヒートシンク（ＨＥＡＴ  ＳＩＮＫ）または放熱金属板であり、メタルベース１０上にＬＥＤチップ２０を付着する。
すなわち、従来の放熱配線基板を使用しない。  
【００２７】
図面では、円形のメタルベース１０を使用したが、上面が三角形、正四角形、直四角形などの多角形メタルベースを使うことができる。これは、照明機器の形状によって任意に変更することができる。
【００２８】
また、ＰＣＢ３０は、メタルベース１０に接合された時、前記ＬＥＤチップ２０がすべて露出されるように、ＬＥＤチップ２０の対応する位置にビアホール３１を形成する。
【００２９】
この際、前記ビアホール３１は、従来の円筒形状ではない、漏斗形状で形成する。すなわち、ビアホール３１は、上部が下部に比べてさらに広い形状になる。
【００３０】
前記ＰＣＢ３０の大きさ及び形状は、前記メタルベース１０と同一であることが好ましい。
【００３１】
次に、前記ＰＣＢ３０の上面には、前記ＬＥＤチップ２０を連結することができるように回路配線３２を形成する。この時、回路配線３２は、前記ビアホール３１の内部側には連結されていない。
【００３２】
一方、前記ビアホール３１は、前記ＬＥＤチップ２０から発光する光の反射板として使用するためのもので、反射効率を高めるために、別途のメッキ工程を通じてその内部に金属層３３を形成することができる。
【００３３】
前記金属層３３の材質としては、白金、銀、ニッケル、アルミニウムなどの反射率に優れた金属を使用することができる。
【００３４】
また、前記ＰＣＢ３０を前記メタルベース１０に積層した後、ＬＥＤチップ２０と回路配線３２との間に第１及び第２ワイヤ４１、４２を利用してボンディングする。
【００３５】
次に、封止剤６０を前記ビアホール３１に充填し、前記ＰＣＢ３０上に多数のレンズを含む光学板５０を接着し、パッケージングを完了する。
【００３６】
また、参照符号３４は、前記回路配線３２に電源を供給するための電極パッドであり、前記電極パッド３４は、ＰＣＢ３０の一部を貫通して形成されていて、メタルベース１０に設けられたホール１１を通じて底面側に露出される。このように露出された電極パッド３４に電源を供給し、ＬＥＤチップ２０を駆動することができるようになる。
【００３７】
このような回路配線３２及び電極パッド３４の構造は、一実施形態であり、当業者水準で多様に変形して実施することができ、これは、本発明の権利範囲に属するといえる。
【００３８】
図５は、前記ＰＣＢ３０の一部を示す平面図であり、同図を参照して前記回路配線３２及びビアホール３１についてさらに詳しく説明する。
【００３９】
図５に示されたように、前記ビアホールの内部に形成される金属層３３は、ＰＣＢ３０上面のビアホール３１の外周面から所定長さまで連結されるように形成する。
【００４０】
これは、前記ＬＥＤチップ２０から発光した光が前記光学板５０によって折れ、ＰＣＢ３０の上面にぶつかる場合、反射効率を高めるためのものである。
【００４１】
図６は、本発明の他の実施形態を示す断面構成図である。
図６を参照すれば、ＬＥＤチップ２０から発光する光の反射効率を高めるために、ビアホール３１を単一の傾斜面ではない多数の傾斜面を有するもので形成した例である。
【００４２】
この際、前記ビアホール３１の側面傾斜面内に平坦な部分を形成し、ワイヤボンディングがさらに容易に行われるようにすることができる。
【００４３】
しかし、この際、前記ＰＣＢ３０の上面に形成された回路配線３２とビアホール３１内部の金属層が互いに連結されなければならないので、図７に示された平面図のように、金属層を分けて第１及び第２反射板３５、３６を分けて形成し、第１及び第２反射板３５、３６を電気的に分離する。
【００４４】
また、前記第１及び第２反射板３５、３６は、その下部がビアホール３１の下端部に至らないように形成し、前記メタルベース１０と電気的に連結されないようにする。
【００４５】
前記実施形態では、ＰＣＢ３０を単一層のＰＣＢとして説明したが、多層のＰＣＢ（Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  ＰＣＢ）を使用することが可能である。
【００４６】
図８は、多層のＰＣＢ７０を使用した本発明の他の実施形態を示す断面構成図である。
図８を参照すれば、前記多層のＰＣＢ７０は、中問層に駆動回路部７１を形成することができ、したがって、外部で別途のＬＥＤ駆動回路を使用しないので、一層薄形の光源を提供することができる。
【００４７】
前記駆動回路部７１は、配線やその他の電圧を調整することができる回路パターンが設けられていてもよい。
【００４８】
従来のＬＥＤ照明は、ＬＥＤチップに電源を供給することができる配線が形成されたＬＥＤモジュールと、該ＬＥＤモジュールのＬＥＤチップを個別駆動する駆動回路部とを別途のＰＣＢに形成し、これらを互いに連結する工程を進行しなければならなかった。
【００４９】
しかし、本発明によるマルチチップＬＥＤパッケージは、ＬＥＤを駆動する駆動回路部を同一のＰＣＢの中問層に形成することによって、製造工程を単純化することができると共に、一層薄形の照明を提供することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、熱放出が容易なメタルベース上に直接ＬＥＤチップを接合し、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）の傾斜したビアホール面を金属メッキすることによって、反射板として使用し、別途の反射板を必要としないので、構造及び製造工程を単純化することができ、製造費用を節減することができ、産業上利用可能性がある。
【符号の説明】
【００５１】
１０  メタルベース
２０  ＬＥＤチップ
３０  ＰＣＢ
３１  ビアホール
３２  回路配線
３３  金属層
３４  電極パッド
３５  第１反射板
３６  第２反射板
４１  第１ワイヤ
４２  第２ワイヤ
５０  レンズ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012505543.tif 000009
【図８】
2012505543.tif 000010
【国際調査報告】
2012505543.tif 000011
2012505543.tif 000012
2012505543.tif 000013
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