KR100645657B1 - White light emitting diode module with flip chip printed circuit board and flip chip printed circuit board - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 플립칩 인쇄회로기판(flip-chip printed circuit board)에 형성된 삽입홈에 RGB 3개의 발광 다이오드(Light-Emitting Diode; LED)를 실장하는 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다.The present invention includes a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board for mounting three RGB light-emitting diodes (LEDs) in an insertion groove formed in a flip-chip printed circuit board. One white light emitting diode module is related.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판은 다수의 회로층; 상기 회로층의 전기적 절연을 제공하는 다수의 절연층; 및 상기 회로층의 최외각 회로층에 LED 소자를 삽입하기 위하여 측면이 경사를 가지고 오목하게 형성된 삽입홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.A flip chip printed circuit board according to the present invention includes a plurality of circuit layers; A plurality of insulating layers providing electrical insulation of said circuit layers; And an insertion groove formed to be concave with a side inclined to insert the LED element into the outermost circuit layer of the circuit layer.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는 LED 세트를 적어도 하나 포함하는 RGB LED 소자; 및 상기 RGB LED 소자가 삽입되도록 최외각 회로층에 측면이 경사를 가지고 오목하게 형성된 삽입홈을 포함하는 플립칩 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 RGB LED 소자의 단자와 상기 플립칩 인쇄회로기판의 솔더 볼 패드가 솔더 볼에 의하여 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board includes: an RGB LED device including at least one LED set including a red LED, a green LED, and a blue LED; And a flip chip printed circuit board including an insertion groove formed to be concave and having an inclined side in the outermost circuit layer so that the RGB LED element is inserted, and the solder of the terminal of the RGB LED element and the flip chip printed circuit board. The ball pads are electrically connected to each other by solder balls.

플립칩 인쇄회로기판, 백색 발광 다이오드 모듈, LED, 인쇄회로기판Flip chip printed circuit board, white light emitting diode module, LED, printed circuit board

Description

Translated fromKorean

플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈{Flip-chip printed circuit board and white light-emitting diode module having the flip-chip printed circuit board}Flip-chip printed circuit board and white light-emitting diode module having the flip-chip printed circuit board}

도 1a는 종래의 자외선 발광 다이오드를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도이다.1A is a cross-sectional view of a white light emitting diode module using a conventional ultraviolet light emitting diode.

도 1b는 종래의 청색 발광 다이오드를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도이다.1B is a cross-sectional view of a white light emitting diode module using a conventional blue light emitting diode.

도 2a 및 도 2b는 종래의 RGB 3개의 발광 다이오드를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도 및 평면도이다.2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view of a white light emitting diode module using conventional RGB three light emitting diodes.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도 및 평면도이다.3A and 3B are cross-sectional views and a plan view of a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일시시예에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 발광 특성에 관한 컴퓨터 시뮬레이션을 도시한 것이다.4A and 4B illustrate computer simulations of light emission characteristics of a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board according to one embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 백색 발광 다이오드110 : 플립칩 인쇄회로기판100: white light emitting diode 110: flip chip printed circuit board

111 : 삽입홈111a : 삽입홈의 반사면111: insertion groove 111a: reflection surface of the insertion groove

111b : 삽입홈의 솔더 볼 패드112 : 회로패턴111b: solder ball pad of the insertion groove 112: circuit pattern

113 : 방열 홀120 : RGB LED 소자113: heat dissipation hole 120: RGB LED element

121, 122, 123 : RGB 각각의 LED124 : RGB LED의 단자121, 122, 123: RGB LEDs each 124: RGB LED terminal

130 : 대물렌즈140 : 솔더 볼130: objective 140: solder ball

플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플립칩 인쇄회로기판(flip-chip printed circuit board)에 형성된 삽입홈에 RGB 3개의 발광 다이오드(Light-Emitting Diode; LED)를 실장하는 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board, and more particularly, to three RGB light emitting diodes in an insertion groove formed in a flip chip printed circuit board. The present invention relates to a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board to mount a light-emitting diode (LED).

백색 발광 다이오드(white light-emitting diode)는 키패드(keypad) 표시장치용으로 처음 개발되어, 최근에는 이동통신기기의 백라이트(backlight)와 키패드, LCD용 광원, 실내외용 디스플레이, 교통신호, 의료 기기, 자동차의 계기판 등의 다양한 응용분야에 사용되고 있다.White light-emitting diodes were first developed for keypad displays, and have recently been developed for backlights and keypads in mobile communication devices, light sources for LCDs, indoor and outdoor displays, traffic signals, medical devices, It is used in various applications such as dashboards of automobiles.

이러한 백색 발광 다이오드는 높은 휘도, 모든 색상이 가능한 다양한 영역의 색상 구현, 온도 및 습도에 대한 강한 내성 등의 다양한 장점을 갖고 있어서 앞으로 그 응용분야가 확대될 전망이다.Such white light emitting diodes have various advantages such as high luminance, color realization in various areas capable of all colors, and strong resistance to temperature and humidity, and thus, their application fields will be expanded in the future.

도 1a는 종래의 자외선 발광 다이오드(ultraviolet Light-Emitting Diode)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도이다.FIG. 1A is a cross-sectional view of a white light emitting diode module using a conventional ultraviolet light-emitting diode.

도 1a에 나타낸 바와 같이, 종래의 자외선 발광 다이오드를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(10)은 세라믹 기판(11)에 실장된 자외선 발광 다이오드(12), 상기 자외선 발광 다이오드(12)를 피복하고 있는 투명성 수지(14), 상기 투명성 수지(14) 상에 도포된 RGB(Red, Green, Blue)의 다층 형광물질(13) 및 상기 자외선 발광 다이오드(12)와 와이어(15)를 통하여 전기적으로 접속되는 전극(16)을 포함하여 구성된다. 이러한 자외선 발광 다이오드(12)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(10)은 자외선 발광 다이오드(12)에서 방출되는 자외선을 투명성 수지(14) 상에 도포된 RGB의 다층 형광물질(13)이 흡수하여 혼합 광선인 백색 광선을 방출한다.As shown in FIG. 1A, a conventional white lightemitting diode module 10 using an ultraviolet light emitting diode includes a ultravioletlight emitting diode 12 mounted on aceramic substrate 11 and a transparent resin covering the ultravioletlight emitting diode 12. (14), an electrode electrically connected to the multilayerfluorescent material 13 of RGB (Red, Green, Blue) coated on thetransparent resin 14 and the ultravioletlight emitting diode 12 through a wire 15 ( 16). The white lightemitting diode module 10 using the ultravioletlight emitting diode 12 absorbs the ultraviolet light emitted from the ultravioletlight emitting diode 12 by the multilayerfluorescent material 13 of RGB coated on thetransparent resin 14 and mixes the mixed light. Which emits white light.

따라서, 자외선 발광 다이오드(12)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(10)은 백열전구와 같은 아주 넓은 파장의 스펙트럼을 갖게 되므로, 우수한 색 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.Therefore, since the white lightemitting diode module 10 using the ultravioletlight emitting diode 12 has a spectrum having a very wide wavelength such as an incandescent bulb, there is an advantage of ensuring excellent color safety.

그러나, 종래의 자외선 발광 다이오드(12)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(10)은 광원으로 자외선을 사용하기 때문에, 사람의 시각 보호에 관한 치명적인 문제점이 있다.However, since the conventional white lightemitting diode module 10 using the ultravioletlight emitting diode 12 uses ultraviolet rays as a light source, there is a fatal problem with respect to human vision.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 자외선 발광 다이오드(12) 대신에 청색 발광 다이오드(blue light-emitting diode)를 사용하는 방안이 대두되었다.In order to overcome this problem, the use of a blue light-emitting diode (blue light-emitting diode) instead of the ultraviolet light emitting diode (12) has emerged.

도 1b는 종래의 청색 발광 다이오드를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도이다.1B is a cross-sectional view of a white light emitting diode module using a conventional blue light emitting diode.

도 1b에 나타낸 바와 같이, 종래의 청색 발광 다이오드를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(20)은 세라믹 기판(21)에 실장된 청색 발광 다이오드(22), 상기 청 색 발광 다이오드(22)를 피복하고 있는 투명성 수지(24), 상기 투명성 수지(24)에 도포된 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 형광물질(23) 및 상기 청색 발광 다이오드와 와이어(25)를 통하여 전기적으로 접속되는 전극(26)을 포함하여 구성된다. 이러한 청색 발광 다이오드(22)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(20)은 청색 발광 다이오드(22)에서 방출되는 여기 광선(excited light)을 노란색을 내는 YAG의 형광물질(23)을 통과시키는 형태로 백색 광선을 방출한다.As shown in FIG. 1B, the white lightemitting diode module 20 using the conventional blue light emitting diode has a transparency covering the bluelight emitting diode 22 mounted on theceramic substrate 21 and the bluelight emitting diode 22. A resin (24), a Yttrium Aluminum Garnet (YAG) fluorescent material (23) coated on the transparent resin (24), and an electrode (26) electrically connected to the blue light emitting diode through a wire (25). . The white lightemitting diode module 20 using the bluelight emitting diode 22 may pass whitefluorescent material 23 of YAG that emits an excitation light emitted from the bluelight emitting diode 22 to yellow. Emits.

그러나, 종래의 청색 발광 다이오드(22)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(20)은 청색과 노란색의 파장 간격이 넓어서 색 분리로 인한 섬광효과를 일으키기 쉽기 때문에, 색 좌표가 동일한 백색 발광 다이오드 모듈(20)을 양산하기 어려운 문제점이 있었다.However, since the white lightemitting diode module 20 using the conventional bluelight emitting diode 22 has a wide wavelength interval between blue and yellow, it is easy to cause a glare effect due to color separation, and thus, the white lightemitting diode module 20 having the same color coordinates is used. There was a problem that is difficult to mass-produce.

또한, 종래의 청색 발광 다이오드(22)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(20)은 주변온도에 따라 색 변환 현상이 발생하는 치명적인 문제점도 있었다.In addition, the white lightemitting diode module 20 using the conventional bluelight emitting diode 22 also has a fatal problem that a color conversion phenomenon occurs according to the ambient temperature.

이와 같은 문제점을 극복하기 위하여, RGB LED를 사용하는 방안이 대두되었다.In order to overcome this problem, the use of RGB LED has emerged.

도 2a 및 도 2b는 종래의 RGB LED를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도 및 평면도이다.2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view of a white light emitting diode module using a conventional RGB LED.

도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 종래의 RGB LED를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 세라믹 기판(31)에 접착제(37)를 이용하여 실장된 RGB LED(32a, 32b, 32c 또는 32), 상기 RGB LED(32)를 피복하고 있는 투명성 수지(34) 및 상기 RGB LED(34)와 와이어(35)를 통하여 전기적으로 접속되는 전극(36)을 포함하여 구 성되고, 마더 보드(mother board)에 실장된다. 이러한 RGB LED(32)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 RGB LED(32)에서 각각 방출되는 청색, 녹색, 적색 광선이 혼합하여 백색 광선을 방출한다.As shown in Figs. 2A and 2B, the white lightemitting diode module 30 using the conventional RGB LED has theRGB LEDs 32a, 32b, 32c or 32 mounted on theceramic substrate 31 using theadhesive 37. And a mother board including atransparent resin 34 covering theRGB LED 32 and anelectrode 36 electrically connected to theRGB LED 34 through awire 35. It is mounted on). The white lightemitting diode module 30 using theRGB LED 32 emits white light by mixing blue, green, and red light rays emitted from theRGB LED 32, respectively.

그러나, 종래의 RGB LED(32)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 평평한 세라믹 기판(31) 상에 RGB LED(32)가 실장되기 때문에, 백색 발광 다이오드 모듈(30)의 두께가 두꺼운 문제점이 있었다. 이러한 두꺼운 두께의 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 최근 소형화되어 가는 전자제품의 추세에 대응하기 어렵다.However, in the white lightemitting diode module 30 using theconventional RGB LED 32, since theRGB LED 32 is mounted on a flatceramic substrate 31, there is a problem that the thickness of the white lightemitting diode module 30 is thick. there was. Such a thick white lightemitting diode module 30 is difficult to cope with the trend of the recent miniaturization of electronic products.

또한, RGB LED(32)는 방사형 자연 발광(radiational spontaneous emission)을 하기 때문에, 종래의 RGB LED(32)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 실제로 사용할 수 있는 광량이 매우 적어서, 그 효율이 매우 낮은 문제점도 있었다.In addition, since theRGB LED 32 emits radial spontaneous emission, the white lightemitting diode module 30 using theconventional RGB LED 32 has a very small amount of light that can be actually used, and thus its efficiency is very high. There was also a low problem.

게다가, 종래의 RGB LED(32)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 RGB LED(32)와 전극(36)을 연결하는 와이어(36)를 통해서만 열이 방출되기 때문에, 백색 발광 다이오드 모듈(30)의 과열로 인한 제품 손상, 수명 단축, 효율 저하 등의 문제점도 있었다.In addition, since the white lightemitting diode module 30 using theconventional RGB LED 32 emits heat only through thewire 36 connecting theRGB LED 32 and theelectrode 36, the white lightemitting diode module 30 In addition, there was a problem such as damage to the product due to overheating, shortening the life, efficiency degradation.

뿐만 아니라, 종래의 RGB LED(32)를 이용한 백색 발광 다이오드 모듈(30)은 RGB LED(32)를 세라믹 기판(31)에 접착제(37)를 이용하여 접착한 후 와이어(35) 본딩을 하기 때문에, LED(32)의 정렬 오류 등과 같은 불량 발생 시 LED(32)를 교체하기 어려워 백색 발광 다이오드 모듈(30) 자체를 폐기해야 하는 문제점도 있었다.In addition, since the white lightemitting diode module 30 using theconventional RGB LED 32 bonds theRGB LED 32 to theceramic substrate 31 using theadhesive 37 and then bonds thewire 35. In the event of a defect such as misalignment of theLEDs 32, it is difficult to replace theLEDs 32 and there is a problem that the white lightemitting diode module 30 itself must be discarded.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 1 기술적 과제는 실장 후 제품의 두께가 얇은 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈을 제공하는 것이다.The first technical problem of the present invention for solving the above problems is to provide a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board having a thin product thickness after mounting.

본 발명의 제 2 기술적 과제는 RGB LED에서 방출된 후 이용될 수 있는 광량의 효율을 향상시키는 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈을 제공하는 것이다.A second technical problem of the present invention is to provide a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board to improve the efficiency of the amount of light that can be used after being emitted from the RGB LED.

본 발명의 제 3 기술적 과제는 RGB LED에서 발생되는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈을 제공하는 것이다.A third technical problem of the present invention is to provide a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board capable of efficiently dissipating heat generated from an RGB LED.

본 발명의 제 4 기술적 과제는 불량 발생 시 효율적으로 대응할 수 있는 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈을 제공하는 것이다.A fourth technical problem of the present invention is to provide a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board which can efficiently cope with a failure.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판은 다수의 회로층; 상기 회로층의 전기적 절연을 제공하는 다수의 절연층; 및 상기 회로층의 최외각 회로층에 LED 소자를 삽입하기 위하여 측면이 경사를 가지고 오목하게 형성된 삽입홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a flip chip printed circuit board according to the present invention comprises a plurality of circuit layers; A plurality of insulating layers providing electrical insulation of said circuit layers; And an insertion groove formed to be concave with a side inclined to insert the LED element into the outermost circuit layer of the circuit layer.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판의 상기 삽입홈은 측면 및 하면이 금속으로 코팅된 반사면을 포함하는 것이 바람직하다.The insertion groove of the flip chip printed circuit board according to the present invention preferably includes a reflective surface coated with metal on its side and bottom.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판의 상기 삽입홈의 상기 반사면에 코팅된 금속은 Cu, Ni, Au 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The metal coated on the reflective surface of the insertion groove of the flip chip printed circuit board according to the present invention is preferably selected from the group consisting of Cu, Ni, Au, and Al.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판은 연속적인 곡선 단면을 가지고, 측벽이 상기 연속적인 곡선 단면으로 상기 삽입홈의 하면에 형성된 상기 반사면에서부터 상기 회로층의 다른 최외각 회로층까지 연장되며, 상기 측벽에 동도금층이 형성된 다수의 방열 홀을 더 포함하는 것이 바람직하다.The flip chip printed circuit board according to the present invention has a continuous curved cross section, and sidewalls extend from the reflective surface formed on the lower surface of the insertion groove to the other outermost circuit layer of the circuit layer with the continuous curved cross section. It is preferable to further include a plurality of heat dissipation holes formed with a copper plating layer on the side wall.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는 LED 세트를 적어도 하나 포함하는 RGB LED 소자; 및 상기 RGB LED 소자가 삽입되도록 최외각 회로층에 측면이 경사를 가지고 오목하게 형성된 삽입홈을 포함하는 플립칩 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 RGB LED 소자의 단자와 상기 플립칩 인쇄회로기판의 솔더 볼 패드가 솔더 볼에 의하여 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board according to the present invention includes an RGB LED device comprising at least one LED set including a red LED, a green LED and a blue LED; And a flip chip printed circuit board including an insertion groove formed to be concave and having an inclined side in the outermost circuit layer so that the RGB LED element is inserted, and the solder of the terminal of the RGB LED element and the flip chip printed circuit board. The ball pads are electrically connected to each other by solder balls.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 상기 삽입홈은 측면 및 하면이 금속으로 코팅된 반사면을 포함하는 것이 바람직하다.The insertion groove of the white light emitting diode module having the flip chip printed circuit board according to the present invention preferably includes a reflective surface coated with metal on its side and bottom.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 상기 삽입홈의 상기 반사면에 코팅된 금속은 Cu, Ni, Au 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The metal coated on the reflective surface of the insertion groove of the white light emitting diode module having the flip chip printed circuit board according to the present invention is preferably selected from the group consisting of Cu, Ni, Au, and Al.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 연속적인 곡선 단면을 가지고, 측벽이 상기 연속적인 곡선 단면으로 상기 삽입홈의 하면에 형성된 상기 반사면에서부터 상기 플립칩 인쇄회로기판의 다른 최외각 회로 층까지 연장되며, 상기 측벽에 동도금층이 형성된 다수의 방열 홀을 더 포함하는 것이 바람직하다.The white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board according to the present invention has a continuous curved cross section, and the sidewall of the flip chip printed circuit board is formed from the reflective surface formed on the bottom surface of the insertion groove with the continuous curved cross section. It is preferable to further include a plurality of heat dissipation holes extending to the other outermost circuit layer, the copper plating layer is formed on the side wall.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 상기 RGB LED 소자에서 방출되는 광선을 집광하도록 상기 RGB LED 소자의 상부에 형성된 대물렌즈를 더 포함하는 것이 바람직하다.The white light emitting diode module having the flip chip printed circuit board according to the present invention may further include an objective lens formed on the RGB LED element to collect light rays emitted from the RGB LED element.

이하, 본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board according to the present invention will be described in detail.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 단면도 및 평면도이다.3A and 3B are cross-sectional views and a plan view of a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈(100)은 플립칩 인쇄회로기판(110), RGB LED 소자(121, 122, 123 또는 120) 및 대물렌즈(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the white light emittingdiode module 100 having the flip chip printed circuit board according to the present invention includes a flip chip printed circuit board 110 and anRGB LED element 121, 122, 123 or 120. ) And theobjective lens 130.

플립칩 인쇄회로기판(110)은 양면 인쇄회로기판 또는 다층 인쇄회로기판을 사용하며, 삽입홈(111), 소정의 회로패턴(112) 및 다수의 방열 홀(113)을 포함한다.The flip chip printed circuit board 110 uses a double-sided printed circuit board or a multilayer printed circuit board, and includes aninsertion groove 111, apredetermined circuit pattern 112, and a plurality of heat dissipation holes 113.

삽입홈(111)은 LED를 삽입하기 위하여 플립칩 인쇄회로기판(110)의 일면에 오목하게 형성되며, 삽입홈(111)의 측면은 광선을 반사하여 집광할 수 있도록 경사지게 형성된다. 이 삽입홈(111)의 측면 및 하면은 LED에서 방출되는 광선을 반사하여 집광하고 LED에서 발생되는 열을 방출하기 위하여 Cu, Ni, Au, Al 등의 금속으로 코팅된 반사면(111a)이 형성되어 있다. 한편, 삽입홈(111)의 하면에는 LED와 플립칩 인쇄회로기판(110)의 전기적 연결을 위한 다수의 솔더 볼 패드(solder ball pad; 111b)가 형성되어 있으며, 이 다수의 솔더 볼 패드(111b)는 삽입홈(111)의 측면 및 하면에 금속재질의 반사면(111a)과 절연되어 있어서, 단락을 방지한다.Theinsertion groove 111 is formed to be concave on one surface of the flip chip printed circuit board 110 in order to insert the LED, the side of theinsertion groove 111 is formed to be inclined so as to reflect the light beams. Side and bottom surfaces of theinsertion grooves 111 reflect and collect light rays emitted from the LEDs, and reflecting surfaces 111a coated with metals such as Cu, Ni, Au, and Al are formed to emit heat generated from the LEDs. It is. Meanwhile, a plurality ofsolder ball pads 111b are formed on the bottom surface of theinsertion groove 111 for electrical connection between the LED and the flip chip printed circuit board 110, and the plurality ofsolder ball pads 111b are provided. ) Is insulated from the reflective surface 111a of the metal material on the side and bottom of theinsertion groove 111, thereby preventing a short circuit.

소정의 회로패턴(112)은 삽입홈(111) 주위 및 플립칩 인쇄회로기판(110)의 내외층에 소정의 설계 형태에 따라 형성되며, 플립칩 인쇄회로기판(110)의 전기적 통로역할을 한다.Thepredetermined circuit pattern 112 is formed around theinsertion groove 111 and on the inner and outer layers of the flip chip printed circuit board 110 according to a predetermined design form, and serves as an electrical passage of the flip chip printed circuit board 110. .

다수의 방열 홀(113)은 플립칩 인쇄회로기판(110)의 일면에 형성된 삽입홈(111)의 하면에서부터 플립칩 인쇄회로기판(110)의 다른 일면까지 가공된 홀로서, 방열 홀(113)의 단면은 원형 등의 연속적인 곡선 단면을 가지고, 방열 홀의 측벽은 연속적인 곡선 단면으로 삽입홈(111)의 하면에 형성된 상기 반사면(111a)에서부터 상기 플립칩 인쇄회로기판(110)의 일면까지 연장되어 형성된다. 이러한 방열 홀(113)의 측벽에는 열전도를 위한 동도금층이 형성되어 있다. 따라서, LED에서 발생된 열은 삽입홈(111)의 하면에 금속으로 코팅된 반사면(111a)을 통하여 다수의 방열 홀(113)의 상부에 전달된 후, 다수의 방열 홀(113)을 통과하여 외부로 방출된다.The plurality of heat dissipation holes 113 are holes processed from the lower surface of theinsertion groove 111 formed on one surface of the flip chip printed circuit board 110 to the other surface of the flip chip printed circuit board 110. Has a continuous curved cross section such as a circular shape, and the side wall of the heat dissipation hole has a continuous curved cross section from the reflective surface 111a formed on the lower surface of theinsertion groove 111 to one surface of the flip chip printed circuit board 110. It is formed to extend. A copper plating layer for thermal conduction is formed on the sidewall of theheat dissipation hole 113. Therefore, the heat generated from the LED is transferred to the upper portion of the plurality of heat dissipation holes 113 through the reflective surface 111a coated with metal on the lower surface of theinsertion groove 111, and then passes through the plurality of heat dissipation holes 113. Is released to the outside.

RGB LED 소자(120)는 적색 LED(121), 녹색 LED(122) 및 청색 LED(123)를 포함하는 LED 세트를 적어도 하나를 포함하여 이루어지며, 적색 LED(121), 녹색 LED(122) 및 청색 LED(123)가 3개의 밴드 형태로 평행하게 정렬된다. 이러한 RGB LED 소자(120)는 플립칩 인쇄회로기판(110)의 일면에 형성된 삽입홈(111)에 삽입되어 실장된다. RGB LED 소자(120)는 하부에 형성된 단자(124)와 삽입홈(111)의 하 면에 형성된 다수의 솔더 볼 패드(111b)는 솔더 볼(solder ball; 140)을 이용하여 전기적으로 연결된다. 이러한 솔더 볼(140)을 이용한 전기적 연결은 LED(120) 교체, LED(120) 재정렬 등이 용이하기 때문에, LED(120)의 정렬 오류 등과 같은 불량 발생 시에 백색 발광 다이오드 모듈(100) 자체를 폐기하지 않고 용이하게 대응하여 처리할 수 있다. 한편, RGB LED 소자(120)에서 발생되는 열은 반사면(111a) 및 방열 홀(113)을 통하여 외부로 방출될 수 있고, 솔더 볼(140), 삽입홈(111)의 솔더 볼 패드(111b) 및 플립칩 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(112)을 통하여 외부로 방출될 수도 있다.RGB LED device 120 comprises at least one set of LEDs includingred LED 121,green LED 122 andblue LED 123,red LED 121,green LED 122 and Theblue LEDs 123 are aligned in parallel in the form of three bands. TheRGB LED device 120 is inserted into theinsertion groove 111 formed on one surface of the flip chip printed circuit board 110 is mounted. In theRGB LED device 120, the plurality ofsolder ball pads 111b formed on the lower surface of the terminal 124 and theinsertion groove 111 formed at the bottom thereof are electrically connected usingsolder balls 140. Since the electrical connection using thesolder ball 140 is easy to replace theLED 120, rearrange theLED 120, and the like, the white light emittingdiode module 100 itself may be replaced when a defect such as misalignment of theLED 120 occurs. It can handle and respond easily without discarding. Meanwhile, heat generated in theRGB LED device 120 may be emitted to the outside through the reflecting surface 111a and theheat dissipation hole 113, and thesolder ball pad 111b of thesolder ball 140 and theinsertion groove 111 may be used. ) May be emitted to the outside through thecircuit pattern 112 of the flip chip printed circuit board 110.

대물렌즈(130)는 RGB LED 소자(120)에서 방출되는 광선을 집광하기 위하여 RGB LED 소자(120)의 상부에 형성되며, RGB LED 소자(120)가 한 초점에 집광되도록 볼록렌즈의 형태를 가지며, 투명성 절연수지를 사용하여 형성된다. 다른 방법으로, 대물렌즈(130)로 유리재질의 볼록렌즈를 사용하며, 에폭시 등의 투명성 접착수지를 이용하여 플립칩 인쇄회로기판(110)과 결합될 수 있다.Theobjective lens 130 is formed on the upper part of theRGB LED element 120 to collect the light rays emitted from theRGB LED element 120, and has a convex lens shape so that theRGB LED element 120 is focused at one focal point. It is formed using a transparent insulating resin. Alternatively, a convex lens made of glass may be used as theobjective lens 130, and may be combined with the flip chip printed circuit board 110 using a transparent adhesive resin such as epoxy.

상술한 플립칩 인쇄회로기판(110)을 이용한 방식은 솔더 볼 패드(111b)와 RGB LED 소자(120)의 단자(124)를 솔더 볼(140)을 이용하여 연결하므로, 와이어 본딩을 이용한 전기적 연결 방식보다 회로 패턴 설계가 단순화되고, 회로선의 길이가 감소하여 전기적 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 플립칩 인쇄회로기판(110)을 이용한 방식은 회로선에 의한 저항이 감소하여 소요 전력과 저항열이 감소하고, LED(120) 등의 소자 실장 방법 중에서 집적 밀도가 가장 높은 장점도 있다.Since the above-described method using the flip chip printed circuit board 110 connects thesolder ball pads 111b and theterminals 124 of theRGB LED elements 120 using thesolder balls 140, electrical connection using wire bonding. The circuit pattern design is simplified than the method, and the length of the circuit line is reduced, thereby improving the electrical performance. In addition, the method using the flip chip printed circuit board 110 reduces the resistance by the circuit line, the power consumption and the heat of resistance is reduced, and has the highest integration density among the device mounting methods such as the LED (120).

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일시시예에 따른 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 발광 특성에 관한 컴퓨터 시뮬레이션을 도시한 것이다.4A and 4B illustrate computer simulations of light emission characteristics of a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board according to one embodiment of the present invention.

도 4a는 니어-필드(near-field)의 발광 특성에 대한 컴퓨터 시뮬레이션으로, 동심원의 형태로 다수의 점선으로 된 RGB의 발광점들로 형성되어 있다. 도 4a에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈의 발광 특성은 RGB의 발광점들이 동심원의 중심에 집중적으로 분포하는 것을 볼 수 있다. 도 4b는 파-필드(far-field)의 발광 특성에 대한 컴퓨터 시뮬레이션으로, 도 4a에서와 마찬가지로, 발광 특성이 중심에 집중적으로 분포하는 것을 볼 수 있다.FIG. 4A is a computer simulation of near-field light emission characteristics, which is formed of a plurality of dotted light emitting points in the form of concentric circles. As can be seen in Figure 4a, the light emitting characteristics of the white light emitting diode module having a lip chip printed circuit board according to the present invention can be seen that the light emitting points of the RGB are concentrated in the center of the concentric circles. FIG. 4B is a computer simulation of the far-field luminescent properties, as in FIG. 4A, where the luminescent properties are centrally distributed.

이상에서 본 발명에 대하여 설명하였으나 이는 일실시예에 지나지 않는 바, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변화 및 변형이 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다. 하지만, 이들은 본 발명의 범위 내에 속한다는 것은 이하의 청구범위를 통해서 확연해 질 것이다.Although the present invention has been described above, it is only an embodiment, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. However, it will be apparent from the following claims that they fall within the scope of the invention.

상술한 바와 같이, 본 발명은 플립칩 인쇄회로기판에 RGB LED 소자를 실장 한 후에도 전체 모듈의 두께가 얇은 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈을 제공한다.As described above, the present invention provides a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board and a flip chip printed circuit board having a thin thickness of the entire module even after mounting the RGB LED element on the flip chip printed circuit board.

본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 플립칩 인쇄회로기판의 삽입홈의 하면 및 측면이 금속으로 코팅되어 있으므로, RGB LED 소자에서 방출되는 광선을 효율적으로 집광시키는 효 과가 있다.The white light emitting diode module having the flip chip printed circuit board and the flip chip printed circuit board according to the present invention is coated with metal on the lower surface and the side of the insertion groove of the flip chip printed circuit board, thereby preventing the light emitted from the RGB LED device. There is an effect of efficiently condensing.

또한, 본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 RGB LED 소자에서 발생되는 열을 플립칩 인쇄회로기판의 하면에 형성된 방열 홀을 통하여 효율적으로 외부로 방출하는 효과도 있다.In addition, the white light emitting diode module having the flip chip printed circuit board and the flip chip printed circuit board according to the present invention efficiently transfers heat generated from the RGB LED elements to the outside through heat dissipation holes formed on the bottom surface of the flip chip printed circuit board. It also has the effect of releasing.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈은 솔더 볼(solder ball)을 이용하여 플립칩 인쇄회로기판에 RGB LED 소자를 실장하기 때문에 LED 교체, LED 재정렬 등이 용이하므로, LED의 정렬 오류 등과 같은 블량 방생 시에 발광 다이오드 모듈 자체를 폐기하지 않고 용이하게 대응하여 처리할 수 있는 효과도 있다.In addition, the white light emitting diode module having the flip chip printed circuit board and the flip chip printed circuit board according to the present invention replaces LEDs because the RGB LED elements are mounted on the flip chip printed circuit board using solder balls. In addition, since the LEDs are easily rearranged, there is also an effect that can be easily handled without disposing the LED module itself when a bad occurrence such as misalignment of the LED.

Claims (9)

Translated fromKorean

다수의 회로층;A plurality of circuit layers;상기 회로층의 전기적 절연을 제공하는 다수의 절연층; 및A plurality of insulating layers providing electrical insulation of said circuit layers; And상기 회로층의 최외각 회로층에 LED 소자를 삽입하기 위하여 측면이 경사를 가지고 오목하게 형성된 삽입홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판.Flip chip printed circuit board, characterized in that it comprises an insertion groove formed to be concave with the side inclined to insert the LED element in the outermost circuit layer of the circuit layer.제 1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 삽입홈은 측면 및 하면이 금속으로 코팅된 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판.The insertion groove is a flip chip printed circuit board, characterized in that the side and the bottom includes a reflective surface coated with a metal.제 2 항에 있어서,The method of claim 2,상기 삽입홈의 상기 반사면에 코팅된 금속은 Cu, Ni, Au 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판.And the metal coated on the reflective surface of the insertion groove is selected from the group consisting of Cu, Ni, Au, and Al.제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3,연속적인 곡선 단면을 가지고, 측벽이 상기 연속적인 곡선 단면으로 상기 삽입홈의 하면에 형성된 상기 반사면에서부터 상기 회로층의 다른 최외각 회로층까지 연장되며, 상기 측벽에 동도금층이 형성된 다수의 방열 홀을 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판.A plurality of heat dissipation holes having a continuous curved cross section, the side wall extending from the reflecting surface formed on the bottom surface of the insertion groove to the other outermost circuit layer of the circuit layer with the continuous curved cross section, the copper plating layer being formed on the side wall; Flip chip printed circuit board characterized in that it further comprises.적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는 LED 세트를 적어도 하나 포함하는 RGB LED 소자; 및An RGB LED device comprising at least one LED set comprising a red LED, a green LED, and a blue LED; And상기 RGB LED 소자가 삽입되도록 최외각 회로층에 측면이 경사를 가지고 오목하게 형성된 삽입홈을 포함하는 플립칩 인쇄회로기판을 포함하고,It includes a flip chip printed circuit board including an insertion groove formed in a concave side of the outermost circuit layer to be inserted into the RGB LED element, the recessed side,상기 RGB LED 소자의 단자와 상기 플립칩 인쇄회로기판의 솔더 볼 패드가 솔더 볼에 의하여 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈.White light emitting diode module having a flip chip printed circuit board, characterized in that the terminal of the RGB LED element and the solder ball pad of the flip chip printed circuit board are electrically connected to each other by solder balls.제 5 항에 있어서,The method of claim 5,상기 삽입홈은 측면 및 하면이 금속으로 코팅된 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈.The insertion groove is a white light emitting diode module having a flip chip printed circuit board, characterized in that the side and the bottom includes a reflective surface coated with a metal.제 6 항에 있어서,The method of claim 6,상기 삽입홈의 상기 반사면에 코팅된 금속은 Cu, Ni, Au 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈.And a metal coated on the reflective surface of the insertion groove is selected from a group consisting of Cu, Ni, Au, and Al.제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,The method according to claim 6 or 7,연속적인 곡선 단면을 가지고, 측벽이 상기 연속적인 곡선 단면으로 상기 삽입홈의 하면에 형성된 상기 반사면에서부터 상기 플립칩 인쇄회로기판의 다른 최외각 회로층까지 연장되며, 상기 측벽에 동도금층이 형성된 다수의 방열 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈.A plurality of sidewalls extending from the reflecting surface formed on the bottom surface of the insertion groove to the other outermost circuit layer of the flip chip printed circuit board in the continuous curved cross section, the copper plating layer being formed on the sidewall; White light emitting diode module having a flip chip printed circuit board, characterized in that it further comprises a heat dissipation hole.제 5 항에 있어서,The method of claim 5,상기 RGB LED 소자에서 방출되는 광선을 집광하도록 상기 RGB LED 소자의 상부에 형성된 대물렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 인쇄회로기판을 구비한 백색 발광 다이오드 모듈.And a objective lens formed on an upper portion of the RGB LED element to collect light rays emitted from the RGB LED element.

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