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[국내논문] 극소형 LED 패키지의 개발과 불량 유형의 분석
Development of Ultra-compact LED Package and Analysis of Defect Type 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.8 no.12, 2017년, pp.23 - 29  

이종찬 (청운대학교 인터넷학과)

초록
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본 논문은 1mm 이하의 극소형 패키지 개발을 위한 금형 기술을 소개한다. 또한 이 금형 기술을 사용하여 산출된 결과들의 오류 패턴을 분석한다. 기존의 극소형 금형 구조는 일체형이었는데 EDM의 표면이 거칠어 오류율을 증가시키는 원인이 되었다. 이 원인으로 인해 금형의 크기를 더 줄이는데 방해요소로 작용하였다. 이에 반해 제안하는 금형기술은 기존의 일체형 방식에서 벋어나 조립식 방법을 사용하여 일체식의 한계를 극복하고자 한다. 또한 새로 제안된 금형 구조를 이용해 산출한 결과에 결함 패턴을 분류하고, 각 패턴의 발생 확률을 분석하여 검출기를 개발하려는 기초 자료로 사용하려 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper introduces the mold technology for the development of ultra-compact package of less than 1mm, and also analyze the error pattern of the results using this mold technology. The existing ultra-small mold structure was one-piece, which caused the surface of EDM to be rough and increase the e...

Keyword

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문제 정의

  • 이에 반해 본 논문은 LED 패키지 금형 형상을 기존 일체형 가공에서 패키지 내부 반사각 CUP 형상과 패키지 외각 형상 부위를 분리 가공한다[7]. 이를 통해 일체형 가공으로 제작이 어려운 제품 형상을 구현하고 기존 방전 가공의 거칠기를 개선 향상 시켜 사출 후 이형력을 확보하여 문제점을 해결하려 한다. 또한 제안된 새로운 금형 구조를 이용한 사출 결과 불량의 종류와 그 원인을 파악한다.
  • 이 장에서는 제안된 조립형 금형 구조를 적용하여 제품을 생산하는 과정에서 발생하는 결함 유형을 정리하고 그 발생 빈도와 양산의 가능 여부를 가리는 수율에 대해 알아본다.
  • 본 논문은 1mm 이하의 극소형 LED 패키지 개발을 위한 구조 개발과 이 구조로부터 산출된 결과물의 오류 패턴들을 살펴보았다. 이 중 첫째, 극소형 패키지 모델을 개발하는데 걸림돌이었던 이형력 문제는 일체형이 아닌 조립형으로 구조 변환을 하여 해결하려 하였고 실험 결과 좋은 결과를 산출하는 것으로 나타났다.
  • 둘째, 모델이 극소형으로 변경됨에 따라 산출물들의 오류 패턴에 변화가 있는지 알아보았다. 이 데이터는 지금까지 현미경을 통한 인간의 육안으로 판단되던 오류를 자동으로 감지하는 검출기 개발의 기초자료로 사용되기를 바란다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LED 패키지의 경우 본체를 이루는 하우징 재료에는 무엇이 사용되는가? LED 조명 제조 원가 중에 패키지 부분이 50% 이상을 차지하여 가장 높은 비중을 차지한다. LED 패키지의 경우 본체를 이루는 하우징 재료로 PPA,PCT, EMC, Silicone이 사용된다.
패키지 내부 반사각 CUP 형상과 패키지 외각 형상 부위를 분리 가공의 장점은? 이에 반해 본 논문은 LED 패키지 금형 형상을 기존 일체형 가공에서 패키지 내부 반사각 CUP 형상과 패키지 외각 형상 부위를 분리 가공한다[7]. 이를 통해 일체형 가공으로 제작이 어려운 제품 형상을 구현하고 기존 방전 가공의 거칠기를 개선 향상 시켜 사출 후 이형력을 확보하여 문제점을 해결하려 한다. 또한 제안된 새로운 금형 구조를 이용한 사출 결과 불량의 종류와 그 원인을 파악한다.
1mm이하의 금형을 제작에 어려운 점은 무엇인가? White EMC를 위한 1mm이하의 금형을 제작하려면 패키지 형상 방전 시 패키지 폭이 너무 작아 방전 가공용 전극 제작이 어려워 해결해야 하는 난제로 남아 있다[14,15,16,17]. 이 문제점 때문에 전극 수량이 많이 필요하고, 가공시간이 일반 제품에 비해 3~4배 소용되며, 방전작업 진행시 방전 표면이 거칠어 제품 성형 완료 후 금형에서 배출되지 못하는 점이 지적되어 왔다.
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참고문헌 (17)

  1. M. Munieda, "Challenges in EDM Technology", Journal of the JSPE, Vol. 33, pp. 276-282, 1999. 

  2. M. Nakamura, "EDM of Ceramics", Journal of the JSPE, Vol. 57, pp. 959-962, 1991 

  3. E.F.Schubert,"Light-Emitting Diodes", Cambridge Univ. Press, UK, 2003 

  4. J. H. Kang, Issue Briefing : LED lighting industry to meet the 2014 transition period, The Export-Import Bank of KOREA,KERI, Vol. 2014-02, 2014.3. 

  5. M. H. Lee, J. W. Lee, Issue Briefing : Status and Forecast of the OLED Display Market, The Export-Import Bank of KOREA,KERI, Vol. 2016-07, 2016.9. 

  6. T. Fujii, Y.Gao, R.Sharma, E.L.Hu, S.P.DenBaars, S.Nakamura,"Increase in the extraction efficiency of GaN-based light-emitting diodes via surface roughening",Applied Physics Letter, Vol. 84, pp 855-857, 2004. 

  7. J. C. Lee, J. Lee, The mould for small LED package production possible, KOREA Patent, 2015-93577. 

  8. J. H. Youk, D. W. Hong, S. J. Lee, "Basic Design Guidelines for LED Lamp Packages", Journal of Optics and Photonics, Vol. 22, No. 3, pp. 141-150, 2011. 

  9. M.Alias, A.R.Ainul, B.B.Nor,"Effect of Injection Molding Parameters on Recycled ABS (r-ABS) Mechanical Properties", Indian Journal of Science and Technology, Vol. 9, Issue 9, 2016. 3. 

  10. D.Ali, S.T.E.Jaafar,"Injection Molded Wood-Plastic and Rubber Composites used in Home Gas Meter", Indian Journal of Science and Technology, Vol. 8, Issue 35, 2015. 12. 

  11. K.Gowrishankar, R.Mritha, S.Chandra,"A Survey of Light Emitting Diode (LED) Display Board", Indian Journal of Science and Technology, Vol 7(2), 185-188, 2014. 2. 

  12. K. Ben Abdelmlek, Z. Araoud, K. Charrada, G. Zissis, "Optimization of the thermal distribution of multi-chip LED package", Applied Thermal Engineering, Vol. 126, No. 5, pp. 653-660, 2017. 

  13. S. Zhang, "Chip package interaction for LED packages", Microelectronics Reliability, Vol. 63, pp. 76-81, 2016. 8. 

  14. G. G. Choi, J. U. Cho, "Convergence Study due to the Configuration of Radiant Heat Panel of Automotive LED Heat Lamp", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 8, No. 3, pp. 119-204, 2017. 

  15. K. H. Kim, J. W. Youn, "A Study on the Analysis of Error Sources and Compensation in Machine Tools", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 8, No. 5, pp. 185-192, 2017. 

  16. J. C. Lee, J. Lee, H. Ham, "Molding Technology for Ultra-compact LED Package Development with White EMC", ICCT, pp. 583-584, 2016. 

  17. J. C. Lee, "The Development of Molding Structure for Ultra-compact LED Package", Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems, 08-Special Issue, pp. 48-54, 2017 

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