일반기술

비콘 모양의 기판을 구비한 고출력 발광 다이오드 패키지

- 개요 고출력 발광 다이오드는 900 cm2 넓이 및 31W/cm2의 열 선속을 가진 중앙연산장치(CPU)와 같은 일반 미세전자 소자에 비하여 3.5배, 일반 백열전구의 5000배 이상의 열 선속을 가진다. LED 칩의 궁극적인 목표인 200 lm/W에서 외부 양자 효율은 50% 수준에 불과하며 이는 1W의 고출력 광원에 있어서 50% 이상이 열 에너지로 전환되어 LED 시스템 외부로 방출을 시켜야 한다. 그러나 양자우물구조로 이루어진 능동층(active layer)에서 발생된 열이 원활히 방출되지 않으면, 온도가 증가하게 되고, 캐리어(carrier)들의 격자 산란(lattice scattering)이 증가하게 된다. 이에 따라 전자의 이동도와 순방향 전압과 전류의 크기를 감소되며, 정공과의 결합과 재결합이 감소하게 되므로, 광 출력의 저하 및 파장 이동의 주요 원인이 된다. 따라서 LED 내의 양자우물 구조로부터 최대의 빛을 추출하기 위해서는 접합 온도(junction temperature)를 일정 이하로 관리를 하기 위한 저열저항 패키지 및 방열 효과가 탁월한 시스템이 필요하다. - 특징 본 발명은 한 개 이상의 고출력 발광 다이오드 소자를 열 방출 특성이 우수하도록 하기 위한 패키지 구조에 관한 것으로써, 열을 발생시키는 발광 다이오드 칩을 열 전도성이 높은 열 확산 기판 위에 돌출 모양의 비콘을 형성하여 그 위에 직접 부착함으로써, 전기 배선부와 열 방출부를 분리하여 열 방출을 극대화할 수 있으며, 고휘도 및 고신뢰성의 성능을 가진다. 열 방출 특성을 높이기 위하여 열 전도성이 높은 금속 및 비금속 기판에 고출력 발광 다이오드 칩을 실장하기 위한 돌출 모양의 비콘(Beacon); 그 동선상에 전원 및 신호 입출력을 위한 배선부; 상기 배선부는 저온 소성 세라믹 기판(LTCC : Low Temperature Co-fired Ceramic), 고온 소성 세라믹 기판(HTCC : High Temperature Co-fired Ceramic), PCB(Printed Circuit Board) 등의 배선 형성이 가능한 모든 기판, 배선 기판과 열 확산 기판에 삽입 및 부착이 가능한 캐비티가 형성된 반사컵을 가지는 패키지 구조를 그 특징으로 한다.