01 LED 개론 1.1 빛의 본질 및 해석 ... 1 1.1.1 서론 ... 1 1.1.2 빛의 본질-삼원색 ... 2 1.1.3 빛의 본질-광선 ... 4 1.1.4 빛의 본질-파동 ... 8 1.2 p-n 접합 ... 9 1.2.1 n형 반도체, p형 반도체 ... 9 1.2.2 열평형 시의 p-n 접합 ... 10 1.2.3 p-n 접합의 정류성 ... 13 1.2.4 전자사태와 제너항복 ... 17 1.2.5 다이오드의 저항 ... 19 1.2.6 다이오드의 커패시턴스 ... 21 1.2.7 반도체와 금속의 접합 ... 25 1.3 LED의 효율 및 특성 ... 29 1.3.1 LED의 성능 ... 29 1.3.2 발광재결합효율 ... 30 1.3.3 전류주입효율 ... 31 1.3.4 광추출효율 ... 36 1.3.5 LED의 추출효율 개선 공정 ... 38 1.4 LED의 종류 및 구조 ... 40 1.4.1 LED의 종류 ... 40 1.4.2 LED 기본 구조 ... 45 1.5 LED 칩의 제조 공정 ... 52 1.5.1 에피택시 공정 ... 52 1.5.2 리소그래피 ... 54 1.5.3 전극 형성 ... 55 1.5.4 에칭 ... 57 1.5.5 가공 기술 ... 59 1.6 LED의 응용과 전망 ... 60 1.6.1 LED의 응용 분야 ... 60 1.6.2 LED의 미래 ... 73 1.7 백색 LED의 기술 동향 및 특허기술 ... 74 1.7.1 조명용 LED의 주요 기술 ... 74 1.7.2 각 나라별 LED 기술 분석 ... 75 02 LED 패키지용 물질 2.1 LED 패키지 물질 ... 85 2.1 1 포탄형 LED ... 85 2.1.2 표면실장형 LED ... 86 2.2 접착제 ... 88 2.2.1 LED 칩용 접착제의 장단점 ... 88 2.2.2 접착제의 기능 ... 90 2.3 LED용 봉지재 ... 99 2.3.1 에폭시 봉지재 ... 100 2.3.2 실리콘 봉지재 ... 103 2.3.3 봉지재의 투과율 ... 106 2.4 형광체 ... 107 2.4.1 형광체란? ... 107 2.4.2 흡수 스펙트럼과 발광 스펙트럼 ... 109 2.4.3 구성 물질에 따른 형광체의 특성 ... 109 03 <B><FONT color ... #0000 3.1 플립칩 공정 ... 114 3.1.1 플립칩 접합 ... 114 3.1.2 언더필 공정 ... 117 3.1.3 테스트 ... 122 3.2 다이 접합 공정 ... 122 3.2.1 접착제 도포 방식 ... 123 3.2.2 니들 선택 ... 124 3.2.3 디스펜서 장치 ... 125 3.2.4 디스펜싱 시 발생하는 문제 및 원인 ... 126 3.2.5 접착제의 경화 ... 127 3.2.6 경화 온도의 영향 ... 129 3.2.7 접착제의 접착 강도 ... 131 3.3 와이어 접합 ... 133 3.3.1 캐필러리 ... 133 3.3.2 접합 와이어의 종류 및 특징 ... 140 3.3.3 와이어 접합 ... 143 3.3.4 와이어의 burnout ... 146 3.3.5 와이어의 접합강도 평가 ... 149 3.4 플라즈마 클리닝 공정 ... 155 3.4.1 플라즈마 클리닝 메커니즘 ... 156 3.4.2 접촉각 테스트 ... 158 3.4.3 플라즈마 클리닝이 와이어 접합에 미치는 영향 ... 159 3.4.4 기타 클리닝 ... 161 3.5 봉지 ... 161 3.5.1 봉지 공정의 종류 ... 162 3.5.2 봉지 공정 순서 ... 163 3.5.3 댐／필(dam／fill) ... 165 3.6 표면실장 ... 166 3.6.1 실장 공법 ... 166 3.6.2 솔더링 기술 ... 167 3.6.3 스크린 인쇄 ... 170 3.7 리워크 ... 171 04 조명용 LED 패키지의 열 및 기계적 특성과 설계 4.1 LED의 발열 특성 개론 ... 175 4.1.1 전도 ... 177 4.1.2 대류 ... 178 4.1.3 복사 ... 180 4.2 LED의 열저항 ... 182 4.3 열천이 측정 이론 ... 185 4.4 구조함수와 발열 특성 분석 ... 192 4.5 열 설계 프로그램 ... 194 4.5.1 유한요소해석과 유한체적법 ... 195 4.6 LED 패키지의 열 설계 ... 203 4.6.1 칩 본딩에 따른 LED 패키지의 열 설계 ... 203 4.6.2 고출력 세라믹 LED 패키지의 열 설계 ... 209 4.6.3 저열저항 고출력 멀티칩 LED패키지의 열 설계 ... 214 4.6.4 주변 환경에 따른 LED 패키지의 열 설계 ... 220 4.6.5 LED패키지에서의 에폭시의 열 설계 ... 226 4.7 응력 분석 및 설계 ... 231 4.8 LED 패키지에서의 열-기계적 특성 ... 234 4.8.1 플라스틱 LED 패키지의 열-기계적 특성 ... 234 4.8.2 세라믹 LED 패키지의 열-기계적 특성 ... 243 05 LED 패키지의 광 특성 및 설계 5.1 조명광학 기본 이론 ... 250 5.1.1 빛 ... 250 5.1.2 광속 ... 250 5.1.3 입체각 ... 251 5.1.4 광도 ... 251 5.1.5 조도 ... 252 5.1.6 휘도 ... 252 5.1.7 램프효율 ... 253 5.1.8 색온도 ... 253 5.1.9 연색성 ... 254 5.1.10 분광 분포 ... 254 5.2 LED 패키지 재료의 광학적 특성 ... 255 5.3 LED 패키지 형태에 따른 광학적 특성 ... 261 5.3.1 포탄형 LED ... 262 5.3.2 SMD형 LED ... 264 5.4 형광체 광학 시뮬레이션 ... 269 5.5 LED 패키지 광학 설계 ... 274 5.5.1 칩 디자인 ... 275 5.5.2 패키지 디자인 ... 278 06 LED 신뢰성 6.1 LED의 신뢰성 기준 ... 286 6.2 LED 칩의 온도와 신뢰성의 관계 ... 289 6.3 LED의 가속수명시험 ... 293 6.4 LED 고장 분석 ... 297 6.5 결론 ... 299 6.6 LED 시험방법 ... 301 6.6.1 전기적 특성 측정 ... 301 6.6.2 광 특성 측정 ... 303 6.6.3 온도 특성 측정 ... 306 6.6.4 열 특성 측정 ... 307 6.6.5 수명에 관한 시험방법 ... 307 6.6.6 신뢰성에 관한 시험방법 ... 308 참고문헌 ... 313 연습문제 풀이 ... 317 찾아보기 ... 323