KR20080058645A - Light emitting diode pakage - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a light emitting diode package according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 패턴의 형상을 도시한 예시도이다.2 is an exemplary view showing the shape of various patterns according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 개략적으로 도시한 사시도 이다.3 is a perspective view schematically showing a light emitting diode package according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접착 강도 개선을 설명하기 위한 예시도 이다.4 is an exemplary view for explaining an improvement in adhesive strength according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 효율 개선을 설명하기 위한 예시도 이다.5 is an exemplary view for explaining the light efficiency improvement according to the preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110, 210 : 히트 싱크 111, 211 : 본딩 영역110, 210:
120, 210 : 패키지 케이스 121, 221 : 중앙 공동120, 210: package case 121, 221: central cavity
130, 230 : 패턴부 131, 231 : 제 1 패턴부130, 230:
132, 232 : 제 2 패턴부 133, 233 : 제 3 패턴부 132, 232:
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패키지 상에 패턴을 형성하여 충진 재료(Encapsulation Material)와의 접착시 표면장력 및 표면적을 확대하여 접착 강도를 향상시켜 디-라미네이션(De-lamination) 현상을 개선하고, 상기 패턴에 의해 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode package, and more specifically, to form a pattern on the package to increase the surface tension and surface area when adhering to the encapsulation material (Encapsulation Material) to improve the adhesive strength to de-lamination (De-lamination) The present invention relates to a light emitting diode package capable of improving the phenomenon and improving the light efficiency by the pattern.
종래의 발광 다이오드 패키지는 크게 패키지 구조가 절연을 위한 히트-싱크 역할을 하는 부분과 패키지 케이스 역할을 하는 부분으로 구분되어 있으며, 상기 히트 싱크 상면에 발광 다이오드 칩(LED Chip)을 안착하고, 상기 발광 다이오드 칩은 도전성 와이어에 의해 리드프레임에 전기적으로 연결된다. Conventional light emitting diode packages are largely divided into portions that serve as a heat sink for insulation and portions that serve as a package case. A LED chip is mounted on an upper surface of the heat sink. The diode chip is electrically connected to the leadframe by conductive wires.
이와 같이, 발광다이오드 칩과 리드프레임이 와이어로 본딩된 후 발광다이오드 칩을 수용하는 패키지의 중앙 공동에 실리콘 에폭시 등의 충진재료(Encapsulation Material)를 충진 및 경화시켜 발광다이오드 및 와이어를 봉지할 수 있다.As such, after the LED chip and the lead frame are bonded with wires, the LED and the wire may be encapsulated by filling and curing an encapsulation material such as silicon epoxy in the central cavity of the package accommodating the LED chip. .
그러나, 일반적으로 발광 다이오드 패키지 케이스는 인쇄회로기판(Printed Curcuit Board, PCB), 금속(Metal), PPA, 구리(Copper), 알루미늄 코팅(Ag Coating)으로 제조되어 충진 재료인 실리콘 또는 에폭시 등과의 접착강도가 낮아서 크랙 발생, 수분 침투 등의 열화가 발생하여 수명이 단축되는 문제가 있었다.However, in general, a light emitting diode package case is made of a printed curcuit board (PCB), metal, metal, PPA, copper, and aluminum coating to bond with a silicon or epoxy filling material. There was a problem that the life is shortened due to the deterioration of the occurrence of cracks, moisture penetration, etc. due to the low strength.
또한, 패키지의 측면 및 하부의 구성은 평탄 구조로 구성되어 발광다이오드 칩으로 부터 발생하는 빛이 상부로 방출되지 못하고 내부에서 흡수되거나 전반사로 소멸되어 광 효율이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, the configuration of the side and bottom of the package has a flat structure so that the light generated from the light emitting diode chip is not emitted to the upper portion is absorbed from the inside or disappeared by total reflection, there is a problem that the light efficiency is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 발광다이오드 패키지와 충진재료와의 접착 강도를 향상시켜 열화를 방지하고 신뢰성 확보 및 수명 연장이 가능한 발광 다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the adhesive strength between the light emitting diode package and the filling material to prevent degradation, to provide reliability and extend the life of the light emitting diode package. There is.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 발광 다이오드칩으로 부터 발생되는 빛이 전반사를 방지하고 난반사되도록 광 경로를 개선하여 광 효율을 높일 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention to provide a light emitting diode package that can improve the light efficiency by improving the optical path so that the light generated from the light emitting diode chip is total reflection and diffuse reflection.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 절연 및 방열을 위한 히트 싱크와 상기 히트 싱크 상부에 발광 다이오드 칩 실장을 위한 중앙 공동이 형성된 패키지 케이스를 포함하는 발광 다이오드 패키지에 있어서, 상기 히트 싱크 상, 상기 패키지 케이스의 중앙 공동에 의해 형성된 내 측면 상 및 상기 패키지 케이스 상면 중 선택된 어느 하나의 면상에 복수의 돌출된 패턴이 형성된 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the light emitting diode package according to the present invention in order to achieve the above object includes a heat sink for insulation and heat dissipation and a package case formed with a central cavity for mounting the LED chip on the heat sink, And a pattern portion having a plurality of protruding patterns formed on one surface selected from the heat sink, an inner side surface formed by a central cavity of the package case, and an upper surface of the package case.
또한, 상기 히트 싱크 상면, 패키지 케이스 내 측면 및 상면 중 선택된 2이상의 면 상에 복수의 돌출된 패턴이 형성된 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat sink may include a pattern portion having a plurality of protruding patterns formed on at least two surfaces selected from an upper surface, a side surface and an upper surface of the package case.
그리고, 상기 히트 싱크 상에 형성된 패턴부는 발광 다이오드 칩의 본딩 영역을 제외한 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.The pattern portion formed on the heat sink is formed on a surface of the light emitting diode chip except for the bonding region.
또한, 상기 패턴부는 다각뿔대, 돔형, 다각뿔, 원뿔, 원뿔대, 반원기둥 중 선택된 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the pattern portion is characterized in that the shape of any one selected from a polygonal pyramid, a dome, a polygonal pyramid, a cone, a truncated cone, a semi-cylindrical.
그리고, 상기 중앙 공동은 하부보다 상부의 개구가 커지도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.And, the central cavity is characterized in that it is formed inclined so that the opening of the upper than the lower.
이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 도면 및 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the embodiments.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 패턴의 형상을 도시한 예시도이다.1 is a perspective view schematically showing a light emitting diode package according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing the shape of various patterns according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 LED 칩을 실장하고 광을 상부로 가이드 하는 중앙 공동(121)과 측면에 리드 프레임 수용부를 구비하는 패키지 케이스(120)와 상기 패키지 케이스의 중앙 공동 하부에서 결합되어 LED 칩에서 발생한 열을 방열시키는 히트 싱크(110)를 포함하여 구성된다. 상기 히트 싱크(110) 상에는 LED 칩의 장착과 리드 프레임과의 전기적 접속을 위한 본딩 영역(111)이 존재한다.1 and 2, a light emitting diode package according to the present invention includes a
상기 패키지 케이스의 중앙 공동(121)에 의해 형성되는 내 측면은 내부에서 발생한 빛이 외부로 방출되기 쉽도록 상부의 개구가 넓어지도록 경사 지게 형성될 수 있으며 상부로 반사 효율을 높이기 위해 코팅 처리될 수 있다.The inner side surface formed by the central cavity 121 of the package case may be formed to be inclined to widen the opening of the upper portion so that light generated therein is easily emitted to the outside, and may be coated to increase reflection efficiency to the upper portion. have.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 복수의 돌출된 패턴이 형성된 패턴부(130)를 포함하여 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 히트 싱크 상면에 형성되는 제 1 패턴부(131), 패키지 케이스의 중앙 공동에 의해 형성된 내부 측면에 형성되는 제 2 패턴부(132) 및 패키지 케이스 상면에 형성되는 제 3 패턴부(133) 중 선택된 어느 하나의 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The light emitting diode package according to the present invention includes a pattern portion 130 in which a plurality of protruding patterns are formed. More specifically, the
또는 본 발명에 따른 발광 다이오 패키지는 상기 제 1 패턴부(131) 내지 제 3 패턴부(133) 중 선택된 2 이상의 패턴부를 포함할 수 있다. Alternatively, the light emitting diode package according to the present invention may include two or more pattern portions selected from the
여기서, 상기 히트 싱크 상면에 형성되는 제 1 패턴부(131)는 상기 본딩 영역(111)을 제외한 전 영역에 형성될 수 있다.Here, the
결국, 상기 패턴부(130)는 본딩 영역을 제외한 패키지 케이스의 노출면 전체에 걸쳐 적용될 수 있으며 상기 패턴부의 면적이 넓을 수록 접착강도 향상 및 광 효율 향상 효과가 커지게 된다.As a result, the pattern portion 130 may be applied to the entire exposed surface of the package case except for the bonding area, and the larger the area of the pattern portion is, the greater the effect of improving the adhesive strength and improving the light efficiency.
여기서, 상기 패턴부(130)는 복수의 돌출된 패턴이 엠보싱 처리되어 형성되고, 상기 패턴의 형상은 다각뿔대, 돔형, 다각뿔, 원뿔, 원뿔대, 반원기둥 등 다양한 형상으로 패터닝될 수 있다.Here, the pattern portion 130 is formed by embossing a plurality of protruding patterns, the shape of the pattern may be patterned into a variety of shapes, such as polygonal pyramid, dome, polygonal pyramid, cone, truncated cone, semi-cylindrical.
상기 복수의 패턴은 평면에서 돌출 형상이기만 하면 그에 따라 충진 재료(Encalsulation Material)와의 접촉 면적이 증가하게 되어 접착 강도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 광 경로가 개선되어 광 효율을 높일 수 있으므로 평면으로부터 돌출될 수 있는 형상이면 어떠한 형상도 가능하다.As long as the plurality of patterns have a protruding shape in the plane, the contact area with the encapsulation material increases, thereby increasing the adhesive strength and improving the light path to improve the light efficiency. Any shape can be used as long as it can be.
또한, 상기 패턴은 돌출 형상 자체 만으로 접착 강도 및 광 효율이 개선 효과가 발생하므로 복수 패턴의 크기나 간격을 한정할 필요가 없다.In addition, the pattern does not need to limit the size or spacing of the plurality of patterns because the effect of improving the adhesive strength and light efficiency is generated only by the protrusion shape itself.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 개략적으로 도시한 사시도 이다.3 is a perspective view schematically showing a light emitting diode package according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 발광 다이오드 패키지는 LED 칩에서 발생한 열을 방출하는 히트 싱크(210)와 상기 히트 싱크 상에 LED 칩의 장착과 본딩을 위한 본딩 영역(211)이 형성되고, 상기 LED 칩 장착부에 중앙 공동(221)을 구비한 패키지 케이스(220)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 3, the LED package includes a
상기 패키지 케이스의 중앙 공동(221)은 내부에서 발생한 빛이 외부로 방출되기 쉽도록 상부의 개구가 넓어지도록 경사 지게 형성될 수 있다.The central cavity 221 of the package case may be formed to be inclined to widen the opening of the upper portion so that light generated therein is easily emitted to the outside.
제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 상기 제 1실시예에서 설명한 패턴부(130)와 동일한 형태의 패턴이 형성될 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. In the LED package according to the second embodiment, since the pattern having the same shape as that of the pattern unit 130 described in the first embodiment may be formed, a description thereof will be omitted.
상기에서는 제 1 및 2 실시예에 한정하여 발광 다이오드 패키지 구조를 설명하였으나, 본 발명의 특징은 발광 다이오드 패키지 구조에 있는 것이 아니라, 충진재료와의 접착 강도 강화와 LED 칩의 발광 효율을 높이기 위한 패턴부의 구조에 있으므로 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 어떠한 발광 다이오드 패키지 구조에도 적용될 수 있음은 자명한 것이다. In the above, the light emitting diode package structure is described only in the first and second embodiments. However, the feature of the present invention is not the light emitting diode package structure, but a pattern for enhancing the adhesive strength with the filling material and increasing the luminous efficiency of the LED chip. It is apparent that the present invention is not limited to the above embodiment because of its negative structure, and can be applied to any light emitting diode package structure.
상기 본 발명에 따른 제 1 및 2 실시예에서 상기 히트 싱크 상의 본딩 영역에 LED 칩이 장착되고 본딩 와이어에 의해 리드 프레임과 전기적으로 접속된다. 이 후, 실리콘(Silicon) 또는 에폭시(Epoxy) 등의 충진재료(Encapsulation Material)가 상기 패키지 케이스의 중앙 공동에 충진 및 경화되어 LED 칩 및 본딩 와이어를 봉지할 수 있으며, 상기 충진재료에는 LED 칩의 발광색에 대응하는 형광체가 포함될 수 있다.In the first and second embodiments according to the present invention, an LED chip is mounted in the bonding area on the heat sink and is electrically connected to the lead frame by a bonding wire. Subsequently, an encapsulation material such as silicon or epoxy is filled and cured in the central cavity of the package case to encapsulate the LED chip and the bonding wire, and the fill material includes an LED chip. A phosphor corresponding to the emission color may be included.
이어서, 렌즈를 실리콘(Silicon) 또는 에폭시(Epoxy)로 패키지 케이스 상부에 고정하여 발광 다이오드 패키지가 완성된다.Subsequently, the light emitting diode package is completed by fixing the lens on the package case with silicon or epoxy.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접착 강도 개선을 설명하기 위한 예시도 이다.4 is an exemplary view for explaining an improvement in adhesive strength according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 패턴부는 평면에서 돌출된 형상이므로 상기 패턴부 상에 접착되는 충진 재료와의 접촉 면적이 증가 함을 알 수 있으며, 이로 인해 접착 강도가 증가한다. 따라서, 접착 강도 저하로 발생하는 디-라미네이션(De-lamination), 크랙이나 수분 침투 등의 열화를 방지하여 소자의 신뢰성을 확보하고 수명을 연장할 수 있다.Referring to FIG. 4, since the pattern portion protrudes from the plane, it can be seen that the contact area with the filling material adhered to the pattern portion increases, thereby increasing the adhesive strength. Accordingly, deterioration such as de-lamination, cracks, and moisture infiltration, which occur due to a decrease in adhesive strength, may be prevented, thereby ensuring reliability of the device and extending its lifespan.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 효율 개선을 설명하기 위한 예시도 이다.5 is an exemplary view for explaining the light efficiency improvement according to the preferred embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, LED 칩에서 발생한 빛은 모든 방향으로 방출되고, 특히 하부로 향하는 빛이 평평한 표면에 반사될 경우 외부로 방출하기 위한 경로가 길어지고, 이로 인해 내부에서 흡수되거나 전반사로 소멸되어 광 효율이 낮아지게 된다.Referring to FIG. 5, the light emitted from the LED chip is emitted in all directions, and in particular, when the light toward the bottom is reflected on a flat surface, a path for emitting to the outside becomes long, which is absorbed from the inside or disappeared by total reflection. The light efficiency is lowered.
그러나, 본 발명과 같이 표면에 패턴부가 형성될 경우 볼록한 표면에 의해 반사되는 빛의 각도를 변화시킬 수 있으며 이로 인해 외부로 방출하기 위한 경로가 짧아지고 연속적인 전반사를 방지할 수 있어서 광 효율을 높일 수 있다.However, when the pattern portion is formed on the surface as in the present invention, the angle of light reflected by the convex surface can be changed, thereby shortening the path for emitting to the outside and preventing continuous total reflection, thereby improving light efficiency. Can be.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 충진 재료와의 접착성을 향상시켜 소자의 신뢰성 확보 및 수명 연장이 가능하고, 발광 다이오드 칩 내부에서 발산하는 광을 효율적으로 방출하기 쉽도록 광 경로를 개선하여 광 효율을 높일 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.As described above, the light emitting diode package according to the present invention improves the adhesion to the filling material, thereby ensuring the reliability of the device and extending the life thereof, and the light path for easily emitting the light emitted from the inside of the light emitting diode chip. An excellent effect can be obtained by improving the light efficiency.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications of the present invention are possible through the above description. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the description of the specification but should be defined by the claims.
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