UV LED 광효율 향상을 위한 히트싱크 일체형 패키징 설계 및 특성분석 = Study of Electrical and Optical Characteristic for Improving UV LED Efficiency with Heatsink-integrated Packaging

국문 초록 (Abstract)

현재 저전력 반도체 광원으로 주목받고 있는 UV LED는 에너지 저감 및 친환경 광원으로 적합성이 강조되면서 고효율 기반의 새로운 LED 개발이 필요하게 되었다. UV LED 광효율 패키징 구조의 가우시안 모델링확립, 히트슬러그 구조, SMD 방열 기술을 통해 최적 설계 및 모델링을 구현하였다. 패키징 설정 및 칩 높이 접착(bonding), 중심파장 대역 ∼380nm 반사파워(dB)를 측정하였으며, 새로 설계된 알루미늄 기판의 UV LED 파장대 365∼395nm을 적용하였을 때 약 ∼90[%] 반사율을 보였다. 고온 85℃, 입력전류 ∼700mA, 파장 및 전류에따른 패키지 광출력은 1,021mW가 제시되었다. UV 패키지의 신뢰성을 위해 고온·고습 (60℃/90[%])의 동작 시험을 1,000시간 진행하였으며, 1,000시간 후에도 90.6[%] 및 92.3[%]의 광출력이 유지되어 열적 안정성이 우수함을알 수 있었다. 패키지 입력 ∼20mA를 기준으로 새로 설계된 패키징을 적용, 광출력 변화를 서로 비교한 결과 초기 광출력 저하는 약 ∼30[%] 개선되었으며, 약 ∼10[%]의 광출력 저하 특성이 향상됨이 확인되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It has been necessitated for the development of new UV LED technologies with low power AI semiconductors, which has emphasized energy savings. The UV LEDs based on semiconductor devices has gained typically with wavelengths below 400nm. The packaging has settled and measured with chip height bonding, reflection power(dB) at a center wavelength band of ∼380nm. When the UV LED wavelength band of 365∼395nm has applied to the newly designed aluminum, which has calibrated directly with approximately ∼90[%]. At a high temperature 85℃ and an input current ∼700mA, the package output has presented as 1,021mW. The reliability of the UV package, the high temperature and humidity (60℃/90[%]) conditions have conducted for 1,000 hours, whose after 1,000 hours, 90.6[%] and 92.3[%] were maintained with thermal stability. When applying the newly designed packaging based on input of ∼20mA, it has confirmed that the initial output decrease was improved by approximately ∼30[%] and has improved by approximately ∼10[%].