JP2007049152A - Ｌｅｄパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

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沂 奐 權
Kyu-Ho Shin
圭 鎬 辛
Junchoru Ken
純 ▲チョル▼ 權
Chang-Youl Moon
彰 烈 文
Arthur Darbinian
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Seung-Tae Choi
承 太 崔
Su-Ho Shin
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Abstract

【課題】本発明の目的は、放熱性能が優れてハイパワーＬＥＤのパッケージに適し、簡単な構成を有するよう構造が改善されたＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤが収容されるＬＥＤ収容孔が貫通形成された上部金属板と、前記上部金属板の下部に結合された下部金属板と、前記上部及び下部金属板の互いに接合された部分を絶縁させる絶縁体と、前記ＬＥＤ収容孔へ露出された前記下部金属板に搭載され、前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるＬＥＤと、前記上部及び下部金属板の外部へ露出された所定の部分を取り囲んで保護するための保護カバーと、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）などのバックライトユニット（Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）及び照明用として使用可能な発光素子（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下ＬＥＤと称する）パッケージ及びその製造方法に関する。
ＬＥＤは寿命が長く、且つ消費電力も少ないという利点を有しているため、電気、電子分野のみならず広告分野にても盛んに使われている。最近、ＬＥＤを、例えば、液晶表示装置のバックライトユニットとして利用しようとする試みが進んでおり、今後屋内外の照明として日常生活にも幅広く使用される。このようにＬＥＤの適用範囲が拡大されることによって、小型ながらも熱の放出が容易なＬＥＤパッケージに対する関心が高まっている。
ＬＥＤを液晶表示装置のバックライトユニットや照明用として使用するためには、高いパワーが求められる。しかし、ＬＥＤの性能は、温度上昇につれ指数関数的に急激に減少するので、ＬＥＤパッケージの放熱は極めて重要に扱われるべきである。
図１は一般のＬＥＤパッケージの一例を概略的に示す断面図である。
同図に示すように、ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ１、該ＬＥＤ１が搭載されている放熱部材２、リード３、３'、前記ＬＥＤ１とリード３、３'を電気的に接続するワイヤ４、４'、及び前記放熱部材２とリード３、３'を取り囲むボディ５を備える。
前記放熱部材２は、その上下部が露出され、該放熱部材２の上部には絶縁層６が配置されている。前記絶縁層６の中央部にＬＥＤ１が接着材７によってボンディングされ、絶縁層６の両側にはリード３、３'の一端が配置されている。前記リード３、３'の他端はボディ５の両側にて外部に突出されている。前記ワイヤ４、４'は前記ＬＥＤ１と前記リード３、３'との一端を連結すべく設けられている。図示していないが、前記ボディ５の上部にはＬＥＤ１を密封するためのキャップが設けられることができる。
一般的なＬＥＤパッケージは、基板１０のパッド１１、１１'とリード３、３'の他端部が半田付けされることによって基板にマウントされる。さらに、ＬＥＤパッケージの放熱部材２と基板１０との間に半田１２が介在され、ＬＥＤ１で発生した熱が放熱部材２、前記半田１２、及び基板１０を介して外部に放出される。
しかし、前述したような一般的なＬＥＤパッケージは相異する材質間の接触によりなされる比較的に長い熱伝達経路（ＬＥＤ→絶縁層→放熱部材→半田→基板）を有するので、熱抵抗の増加により放熱性能が落ちてしまうことから、ハイパワーＬＥＤのパッケージに適しない。
即ち、熱抵抗（Ｒth）はＲ＝Ｌ／（ｋ×Ａ）の式で表すことができる。前記式によると、熱抵抗は、厚さあるいは熱伝達経路（Ｌ）が短いほど、そして、熱伝導度（ｋ）及び放熱面積（Ａ）が大きいほど減少される。しかし、従来のＬＥＤパッケージは相異する材質の接触部を有し、さらにパッケージと基板の厚さにより上記のような熱伝達経路が長くなるにつれ熱抵抗が増加する。ＬＥＤパッケージの放熱性能が優れていなければ、ＬＥＤの寿命が短縮されると同時に高温により周辺部品が劣化し、熱変形されることによってシステムの致命的な損傷を与える。
また、前記のような構成を有するＬＥＤパッケージの場合、パッケージボディ、リード、及びパッドなどを全て形成しなければならないため、構造が複雑になり、製造工程が複雑になる問題がある。
日本公開特許 ２００３−１５２２２５ 韓国公開特許 ２００４−０９３６８６ 韓国公開特許 ２００３−０２４２８３ 韓国公開特許 ２００５−０１２３７２
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、放熱性能が優れ、簡単な構成のＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明に係るＬＥＤパッケージは、ＬＥＤが収容されるＬＥＤ収容孔が貫通形成された上部金属板と、前記上部金属板の下部に結合された下部金属板と、前記上部及び下部金属板の互いに接合された部分を絶縁させる絶縁体と、前記ＬＥＤ収容孔へ露出された前記下部金属板に搭載され、前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるＬＥＤと、前記上部及び下部金属板の外部へ露出された所定の部分を取り囲んで保護するための保護カバーと、を含むことを特徴とする。
ＬＥＤが下部金属板上に設けられ、下部金属板に対向するように上部金属板が設けられる。そして、ＬＥＤは、上部金属板及び下部金属板とそれぞれ接続されることで点灯する。このとき、ＬＥＤが下部金属板に直接接続されることにより、ＬＥＤで発生する熱が下部金属板に早く、かつ容易に伝達される。そして、下部金属板は広くて薄い構造を有するため、熱抵抗を減少させると同時に広い放熱面積が提供でき、パッケージの放熱性能を向上させることができる。
また、上部及び下部金属板がＬＥＤの電極機能を行うため、別に電極を形成する必要がなくなり構造が簡単になる。従って、ＬＥＤパッケージの加工及び組立が容易になる利点がある。
ここで、前記上部及び下部金属板のうち少なくともいずれか一つには外側に延長されたリードが一体に形成されたことが好ましい。
いずれかの金属板にリードを一体に形成させた構造を有することにより、部品数が減少し加工及び組立が更に容易になる。
また、前記上部金属板には第１のリードが一体に延長形成され、前記下部金属板には第２のリードが一体に延長形成されたことが好ましい。
各金属板にリードを一体に形成させた構造を有することにより、部品数が減少し加工及び組立が更に容易になる。
また、前記リードは、前記保護カバーの外側に突出するように延長形成されたことが好ましい。
保護カバーから突出しているリードを介して、電源を供給することができる。
また、前記上部金属板に搭載されるレンズを更に含むことが好ましい。レンズにより、ＬＥＤから出射された光を所定方向に向けることができる。
また、前記保護カバーには前記レンズの装着部が設けられたことが好ましい。保護カバーのレンズ装着部により、レンズをＬＥＤパッケージに強固に固定することができる。
また、前記上部及び下部金属板は、熱伝導性が優れ、電気を通電するアルミニウム（Ａｌ）もしくは銅（Ｃｕ）で形成されたことが好ましい。上部及び下部金属板をこれらの金属で形成することで、ＬＥＤからの光の反射率を高めることができ、光の利用効率を高めることができる。
また、前記ＬＥＤ収容孔の内周面は外側に拡張形成された構造を有し、その内周面には反射特性の優れた金属物質がコーディング処理された反射面を有するコーティング層が設けられたことが好ましい。
ドーム状に形成され、またコーティング層が形成されることにより、光の反射率を高め光の利用効率を高めることができる。
また、前記絶縁体は、前記ＬＥＤ収容孔に対応されるホールを有し、前記上部及び下部金属板を接合させる接合性絶縁体を含み、前記絶縁体は、接着性ポリマーフィルムであることが好ましい。接着性を有するポリマーフィルムを用いることで、上部及び下部金属板を接続することができる、
また、前記絶縁体は、前記上部及び下部金属板の間に介在されるプラスチック物質を含み、前記プラスチック物質は、前記上部及び下部金属板の間にモールド注入して形成されたことが好ましい。
絶縁体がプラスチック材質で形成されることで、例えば保護カバーと絶縁体は、プラスチックモールド注入によって一体に形成することができる。
絶縁体により、上部及び下部金属板を接合しつつ絶縁させることができる。よって、上部金属板及び下部金属板それぞれを介して、ＬＥＤに電源を接続することができる。
また、前記絶縁体は、前記保護カバーと一体に形成されたことが好ましい。絶縁体を保護カバーと一体に形成することで、別々に形成する場合よりも製造工程を簡単化することができる。
また、前記絶縁体と前記保護カバーは、プラスチックによってモールド成形されたことが好ましい。
また、前記ＬＥＤは、前記下部金属板に半田によって電気的に接続され、前記上部金属板には導線によって電気的に接続されることが好ましい。ＬＥＤを、上部金属板及び下部金属板と接続することで、上部金属板及び下部金属板を介してＬＥＤに電圧を印加することができる。
また、前記ＬＥＤは前記下部金属板にボンディング結合され、導線によって前記下部及び上部金属板にそれぞれ電気的に接続されることが好ましい。ＬＥＤを、上部金属板及び下部金属板と接続することで、上部金属板及び下部金属板を介してＬＥＤに電圧を印加することができる。
また、前記ＬＥＤが半田によって電気的に接続される第１及び第２の電極部を有し、前記下部金属板に装着されるサブマウントを更に含み、前記第１及び第２の電極部は導線によって前記下部及び上部金属板に電気的に接続されることが好ましい。ＬＥＤを、上部金属板及び下部金属板と接続することで、上部金属板及び下部金属板を介してＬＥＤに電圧を印加することができる。
また、前記目的を達成するための本発明に係るＬＥＤパッケージ製造方法は、ａ）ＬＥＤ収容孔の内周面を反射面として使用可能な上部金属板を製造するステップと、ｂ）前記上部金属板の下部に結合される下部金属板を製造するステップと、ｃ）前記上部及び下部金属板の間が絶縁されるように接合させるステップと、ｄ）前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるようにＬＥＤを搭載するステップと、ｅ）前記接合された上部及び下部金属板の外郭に保護カバーを形成し、レンズを設置するステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、前記ａ）ステップでは、前記上部金属板の一側に延長される第１のリードを一体に形成することが好ましい。
また、前記ｂ）ステップでは、前記下部金属板の一側に延長される第２のリードを一体に形成することが好ましい。
また、前記ａ）及びｂ）ステップは、前記上部及び下部金属板それぞれの金属材質を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）によって形成することが好ましい。
また、前記ｃ）ステップは、ｃ１）前記ＬＥＤ収容孔に対応されるホールを有する絶縁性接着剤を設けるステップと、ｃ２）前記絶縁性接着剤を前記下部金属板と上部金属板の間に介在させた後、両金属板を接合させるステップと、を含むことが好ましい。
また、前記絶縁性接着剤は、接着性ポリマーフィルムであることが好ましい。
また、前記ｅ）ステップは、ｅ１）プラスチック射出によって前記保護カバーを前記接合された上部及び下部金属板の外郭に形成するステップと、ｅ２）プラスチック射出によって前記ＬＥＤを覆うように前記レンズを形成するステップと、を含むことが好ましい。
また、前記保護カバーと前記レンズはプラスチック射出工程によって一体に形成されることが好ましい。
また、前記目的を達成するための本発明の他の側面に係るＬＥＤパッケージ製造方法は、ａ）ＬＥＤ収容孔の内周面を反射面として使用可能な上部金属板を製造するステップと、ｂ）前記上部金属板の下部に結合される下部金属板を製造するステップと、ｃ）前記上部及び下部金属板の間が絶縁され、両金属板の外観が絶縁されるように、前記上部及び下部金属板を結合するステップと、ｄ）前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるようにＬＥＤを搭載するステップと、ｅ）前記結合された上部及び下部金属板にレンズを設置するステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、前記ａ）ステップでは、前記上部金属板の一側に延長される第１のリードを一体に形成することが好ましい。
また、前記ｂ）ステップでは、前記下部金属板の一側に延長される第２のリードを一体に形成することが好ましい。
また、前記ａ）及びｂ）ステップは、前記上部及び下部金属板それぞれの金属材質を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）によって形成することが好ましい。
また、前記ｃ）ステップは、ｃ１）前記上部及び下部金属板の間に所定のギャップが設けられるように両金属板を対向するよう組立てるステップと、ｃ２）前記上部及び下部金属板の間のギャップに絶縁物質を充填させるステップと、ｃ３）前記上部及び下部金属板の外郭の絶縁物質を覆って保護カバーを形成するステップと、を含むことが好ましい。
また、前記ｃ２）及びｃ３）ステップは、プラスチック射出工程によって同時に行われることが好ましい。
また、前記保護カバーには前記レンズが装着されるレンズ装着部が設けられることが好ましい。
また、前記目的を達成するための本発明の他の側面に係るＬＥＤパッケージ製造方法は、ａ）金属材質の上部基板にＬＥＤ収容孔を有する上部金属板を複数製造するステップと、ｂ）金属材質の下部基板に前記上部金属板の下部に結合される下部金属板を複数製造するステップと、ｃ）前記それぞれの対応される上部及び下部金属板の間が絶縁されるように、前記上部及び下部基板を接合させるステップと、ｄ）前記接合されたそれぞれの上部及び下部金属板に電気的に接続されるようにＬＥＤを搭載するステップと、ｅ）前記接合されたそれぞれの上部及び下部金属板の外郭に保護カバーを形成し、レンズを設置するステップと、ｆ）互いに接合された上部及び下部基板の所定部分を切断し、個別単位のＬＥＤパッケージを完成するステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、前記ａ）ステップ及びｂ）ステップのうち少なくともいずれか一つのステップでは、該当金属板の一側に延長されたリードを一体に形成することが好ましい。
また、前記ｃ）ステップは、ｃ１）前記それぞれの上部及び下部金属板に対応される形状を有し、前記ＬＥＤ収容孔に対応されるホールを有する絶縁体を設けるステップと、ｃ２）前記絶縁体を前記上部又は下部基板の間に介在させた後、前記上部及び下部基板を圧着して接合させるステップと、を含むことが好ましい。
また、前記ｅ）ステップは、前記それぞれの接合された上部及び下部金属板の外郭にプラスチック射出によって保護カバーを形成するステップと、前記レンズを前記ＬＥＤを覆うようにプラスチック射出によって形成するステップと、を含むことが好ましい。
また、前記保護カバーとレンズは同時に一体に形成されることが好ましい。
また、前記目的を達成するための本発明の他の側面に係るＬＥＤパッケージ製造方法は、ａ）金属材質の上部基板にＬＥＤ収容孔を有する上部金属板を複数製造するステップと、ｂ）金属材質の下部基板に前記上部金属板の下部に結合される下部金属板を複数製造するステップと、ｃ）前記それぞれの対応される上部及び下部金属板の間と外郭が絶縁されるように、前記上部及び下部基板を結合させるステップと、ｄ）前記それぞれの結合された上部及び下部金属板のそれぞれに電気的に接続されるようにＬＥＤを搭載するステップと、ｅ）前記結合された上部及び下部金属板のそれぞれにレンズを設置するステップと、ｆ）互いに結合された上部及び下部基板の所定部分を切断し、単位ＬＥＤパッケージを完成するステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、前記ａ）ステップ及びｂ）ステップのうち少なくともいずれか一つのステップでは、該当金属板の一側に延長されたリードを一体に形成することが好ましい。
また、前記ｃ）ステップは、ｃ１）前記それぞれの対応される上部及び下部金属板の間に所定のギャップが設けられるように前記上部及び下部基板を対向して位置させるステップと、ｃ２）前記それぞれの対応される上部及び下部金属板の間に絶縁物質を充填させるステップと、ｃ３）前記それぞれの対応される上部及び下部金属板の外郭の絶縁物質を覆って保護カバーを形成するステップと、を含むことが好ましい。
また、前記ｃ２）及びｃ３）ステップは、プラスチック射出工程によって同時に行われることが好ましい。
本発明のＬＥＤパッケージ及びその製造方法によると、簡単な製造工程を介して放熱性能が優れながらも軽薄短小型のＬＥＤパッケージを製造することができる。従って、液晶表示装置のバックライトユニットや照明用として使用されているハイパワーＬＥＤパッケージを低価格で容易に具現できる。
特に、電極として使われる上部及び下部金属板を絶縁されるように分割して形成させることで、全体的な厚さが減少でき、放熱効率が向上できる。
また、上部及び下部金属板が電極の機能を行うことで、リードや電極を別に形成する必要がなくなるため、加工及び組立が容易で生産性が向上できる。
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
＜実施形態１＞
図２は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す斜視図であり、図３は、図２のIII-IIIの線
に沿って切断した断面図である。図４Ａは、図３に示された上部金属板を抜粋して示す斜視図であり、図４Ｂは図３に示された下部金属板を抜粋して示す斜視図である。
図２及び図３によると、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージ１００は、上部金属板１１０、下部金属板１２０、上部及び下部金属板１１０、１２０の間を絶縁させる絶縁体１３０、ＬＥＤ１４０及び保護カバー１５０を備える。
前記上部金属板１１０は、アルミニウム（Ａｌ）もしくは銅（Ｃｕ）のような金属材質で薄型に形成される。該上部金属板１１０は図４Ａに示すように、プレート型のボディ１１１と、前記ボディ１１１の一側に延長された第１のリード１１２を有する。前記第１のリード１１２はボディ１１１と一体に形成され、所定の長さを有し、外力によって曲げなどの変形が可能である。前記第１のリード１１２はＬＥＤパッケージ１００を基板上に設置する際、基板上の電極パッドに電気的に接続されることができる。
また、前記上部金属板１１０は、ＬＥＤ１４０が収容されるＬＥＤ収容孔１１３を備える。前記ＬＥＤ収容孔１１３は、上部金属板１１０のボディ１１１を貫通して形成され、その内周面が上方に向かってだんだん拡張される構成を有する。好ましくは、前記ＬＥＤ収容孔１１３の内周面には光反射率を上げるために所定の金属物質でコーティング処理されたコーディング層１１５が設けられることが良い。ここで、前記コーディング層１１５は銀（Ａｇ）もしくはニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ）メッキによって設けられる。ドーム状に形成され、またコーティング層が形成されることにより、光の反射率を高め光の利用効率を高めることができる。
前記下部金属板１２０は、前記絶縁体１３０を介して上部金属板１１０の下部に接合される。該下部金属板１２０は上部金属板１１０に対応する形状を有し、図４Ｂに示すように、ボディ１２１と、ボディ１２１の一側で一体に延長形成された第２のリード１２２を有する。前記ボディ１２１の前記ＬＥＤ収容孔１１３に対応する部分には、周囲より高く突出されるＬＥＤ支持部１２３が設けられる。前記ＬＥＤ支持部１２３にＬＥＤ１４０が搭載される。
前記下部金属板１２０も上部金属板１１０と同じ材質で形成されることができる。前記第２のリード１２２も第１のリード１１２と同じく、パッケージ１００を所定の基板にマウントする際、電極パッドに接続される。
前記絶縁体１３０は、上部及び下部金属板１１０、１２０の相互接合される部分を絶縁させるように両金属板の間に介在される。該絶縁体１３０は、両金属板１１０、１２０の間に接着される接着性ポリマーフィルム（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍ）であることが好ましい。つまり、前記絶縁体１３０はＬＥＤ収容孔１１３に対応されるホール１３１を有することにより、下部金属板１２０のＬＥＤ支持部１２３がＬＥＤ収容孔１１３へ露出できるようにする。
前記ＬＥＤ１４０は下部金属板１２０のＬＥＤ支持部１２３に半田１４１などによって電気的にボンディングされ、導線１４３によって上部金属板１１０に電気的に接続されることができる。
前記保護カバー１５０は、パッケージングされた上部及び下部金属板１１０、１２０の外郭を取り囲むように設置される。該保護カバー１５０は前記第１及び第２のリード１１２、１２２を除いて金属板１１０、１２０の外郭を取り囲むようにプラスチック射出によって形成されることができる。この時、下部金属板１２０の底面は保護カバー１５０によって取り囲まれない。この場合、金属材質の下部金属板１２０を基板上の電極パッドに直接電気的にボンディングするか接続することができる。
また、前記ＬＥＤ１４０で発生する光を所定の方向に向かうようにするためのレンズ１６０がＬＥＤ１４０を覆うように設けられる。該レンズ１６０は、好ましくはプラスチック材質で形成され、前記保護カバー１５０と射出工程によって一体に形成されることができる。
前記構成を有する本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージ１００の場合には、ＬＥＤ１４０が下部金属板１２０上に設けられ、下部金属板１２０に対向するように上部金属板１１０が設けられる。そして、ＬＥＤ１４０は、上部金属板１１０及び下部金属板１２０とそれぞれ接続されることで点灯する。このとき、ＬＥＤ１４０が下部金属板１２０に直接接続されることにより、ＬＥＤ１４０で発生する熱が下部金属板１２０に早く、かつ容易に伝達されることができる。そして、下部金属板１２０は広くて薄い構造を有するため、熱抵抗を減少させると同時に広い放熱面積が提供でき、パッケージの放熱性能を向上させることができる。
また、上部及び下部金属板１１０、１２０がＬＥＤ１４０の電極機能を行うため、別に電極を形成する必要がなくなり構造が簡単になる。従って、ＬＥＤパッケージの加工及び組立が容易になる利点がある。特に、各金属板１１０、１２０に第１及び第２のリード１１２、１２２を一体に形成させた構造を有することにより、部品数が減少し加工及び組立が更に容易になる。
また、上部金属板１１０の場合は金属材質で形成されるため、そのボディ１１１の表面が光反射面としての機能を有することができる。従って、ＬＥＤパッケージ１００の光反射率を向上させ、光の利用効率を高めることができる。
以下、添付された図面に基づいて本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージ製造方法を詳述する。ここでは、前記ＬＥＤパッケージ１００を大量に製造する方法について、例を挙げて具体的に説明する。
まず、図５Ａに示すように、金属材質の上部基板２０を加工し前記上部金属板１１０を複数形成する。前記上部金属板１１０は、後で切断工程時にリード１１２になる部分と、切断後に除去される連結部２１とによって、金属基板２０に連結されるように複数が形成される。こうした上部金属板１１０は金属材質を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）によって形成することができる。
また、図５Ｂに示すように、上部基板２０に対応されるサイズの下部基板３０に前記下部金属板１２０を複数形成する。下部基板３０も金属材質で形成され、下部基板３０も金属材質を射出成形によって加工することで、複数の下部金属板１２０が連結部３１とリード１２２とによって連結されるように製造できる。この時、前記各基板２０、３０に設けられた上部及び下部金属板１１０、１２０は、互いに対応される位置に対応される数で形成される。
次に、図５Ｃに示すように、両金属基板２０、３０を対向するように位置させて結合するが、両金属基板２０、３０の間に前記上部及び下部金属板１１０、１２０に対応される絶縁体１３０を有する絶縁性フィルム４０を介在させる。好ましくは、下部基板３０に絶縁性フィルム４０を先に接着させた後、該絶縁性フィルム４０の上に上部基板２０を置いて圧着すると、両基板２０，３０は絶縁性フィルム４０を介して絶縁された状態に接合される。すると、図５Ｄに示すように両基板２０、３０が結合された基板組立体５０が設けられる。
前記のように、両基板２０、３０を接合して基板組立体５０を形成した状態で、互いに対応するように結合された上部及び下部金属板１１０、１２０にＬＥＤ１４０を電気的に接続するように設置する。つまり、ＬＥＤ１４０は図３に示すように、半田１４１を用いて下部金属板１１０にボンディングし、導線１４３を用いて上部金属板１１０に接続させる。
次に、図５Ｄの一部に示すように、パッケージの外郭、即ち互いに結合された上部及び下部金属板１１０、１２０の外郭を取り囲むように保護カバー１５０とレンズ１６０をプラスチック射出によって形成する。すると、それぞれの個別パッケージの外郭がプラスチック射出物によってモールディングされ外部から絶縁されることができ、前記レンズ１６０も保護カバー１５０と一体に形成されることができる。それにより、上部及び下部金属板１１０、１２０が堅固に結合されることができる。
最後に、保護カバー１５０の外側へ露出された連結部２１，３１とリード１１２、１２２を切断すると、図２及び図３に示すようなＬＥＤパッケージ１００を多数完成するようになる。
＜実施形態２＞
図６は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す分離斜視図である。図７は、図６のVII-VII
の線に沿って切断した断面図である。
図６及び図７によると、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤパッケージ２００は、上部及び下部金属板１１０、１２０と、ＬＥＤ１４０と、上部及び下部金属板１１０、１２０を絶縁させる絶縁体２３０と、上部及び下部金属板１１０，１２０の外郭を取り囲む保護カバー２５０及びレンズ２６０を備える。
図６及び図７では、前記図２及び図３に基づいて説明したＬＥＤパッケージ１００の構成要素と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付与し、詳細説明は省略する。
前記絶縁体２３０はプラスチック材質で形成され、両金属板１１０、１２０の間にプラスチックモールディングによって注入され形成されることができる。
前記保護カバー２５０の場合にも、前記絶縁体２３０と同じく、プラスチックモールディングによって形成され、外側には前記レンズ２６０が装着されるレンズ装着部２５１を有する。こうした保護カバー２５０と絶縁体２３０は、プラスチックモールド注入によって一体に形成されることが好ましい。そして、レンズ２６０は接着剤によってレンズ装着部２５１にボンディング結合される。好ましくは、レンズ装着部２５１の表面にエポキシ樹脂を介在させ、レンズ２６０と保護カバー２５０の間をシーリングすることが良い。
前記構成を有する本発明の第２実施形態に係るＬＥＤパッケージ２００の製造方法は次の通りである。
まず、図５Ａ及び図５Ｂに基づいて説明したように、金属材質の上部及び下部基板２０、３０に上部及び下部金属板１１０，１２０がそれぞれ対応される位置に複数形成されるように製作する。
次に、上部及び下部基板２０、３０を対向するように結合し、図８Ａに示すように、基板組立体５０を設ける。この時、図５Ｃでの説明とは異なり、両基板２０、３０の間に絶縁体、即ちポリマーフィルムは介在させない。すると、基板組立体５０が設けられた状態では、図８Ｂに示すように、上部及び下部金属板１１０、１２０の対向する面の間に所定のギャップＧが形成される。この状態で、プラスチックモールディング方法により、前記ギャップＧと上下部金属板１１０、１２０の外部にプラスチックを注入する。すると、図８Ｃに示すように、上部及び下部金属板１１０、１２０を絶縁させる絶縁体２３０と保護カバー２５０が一体に形成される。このように、絶縁体２３０と保護カバー２５０を一体に形成すると、製造工程が短縮でき、上部及び下部金属板１１０、１２０の結合力も向上できる。
次に、保護カバー２５０によって覆われてない部分、即ちＬＥＤ収容孔１１３にＬＥＤ１４０を搭載する。そして、各保護カバー２５０のレンズ装着部２５１にレンズ２６０を装着すると、ＬＥＤパッケージ２００のパッケージング工程が終了する。
最後に、前記基板組立体５０の所定部分を切断すると、図６及び図７に示すように、第１及び第２のリード１１２、１２２が保護カバー２５０の外側に突出された構造のＬＥＤパッケージ２００が完成される。
一方、前記第１及び第２の実施形態に係るＬＥＤパッケージ１００、２００は、ＬＥＤ１４０が半田１４１によって下部金属板１２０に直接電気的に接続され、上部金属板１１０に対しては導線１４３によって接続される構成、いわゆるバーティカルタイプ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔｙｐｅ）についてのみ説明したが、他のタイプのＬＥＤを採用することも可能である。
つまり、図９に示すように、上面に電極部を有する、いわゆるラテラルタイプ（Ｌａｔｅｒａｌ Ｔｙｐｅ）ＬＥＤ３４０が採用されたＬＥＤパッケージ３００の構成も可能である。この場合、前記ＬＥＤ３４０は、半田３４１によって下部金属板１２０にボンディングして接合され、導線３４２、３４３によって各金属板１１０、１２０に電気的に接続されることができる。一方、図９において、図６及び図７に基づいて説明したＬＥＤパッケージ２００の構成要素と同一の構成要素に対しては同一符号を付与し、詳細説明は省略する。そして、図面符号６０は、ＬＥＤパッケージ３００がマウントされる基板を示し、下部金属板１２０が直接基板６０に密着されることにより、熱伝達の効果を上げ、放熱効率も上げることができる。そして、各金属板１１０、１２０のリード１１２、１２２は、基板６０上に設けられる所定の電極パッド（図示せず）に電気的に接続されることができる。
また、図１０に示すように、下部面に電極部が設けられる、いわゆるフリップチップタイプ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｔｙｐｅ）ＬＥＤ４４０を採用することもできる。この場合、ＬＥＤ収容孔１１３を介して露出された下部金属板１２０にサブマウント（Ｓｕｂ−ｍｏｕｎｔ）４５０を形成する。該サブマウント４５０の表面には互いに絶縁された第１及び第２の電極部４５１、４５２が設けられる。従って、前記第１及び第２の電極部４５１、４５２のそれぞれに電気的に接続されるようにＬＥＤ４４０は第１及び第２の半田４４１、４４２によってボンディングされる。そして、前記第１及び第２の電極部４５１、４５２は導線４４３、４４４によって上部及び下部金属板１１０、１２０と電気的に接続される。
また、前述の実施形態では、上部及び下部金属板１０，１２０のそれぞれにリード１１２、１２２が全て一体に形成された構成について説明したが、それは例示に過ぎない。つまり、いずれか一つの金属板にのみリードが形成されても構わない。好ましくは、図１１に示すように、上部金属板１１０にのみリード１１２が保護カバー１５０の外側に突出するように形成され、下部金属板５２０にはリードが延長形成されないこともある。この場合、ＬＥＤパッケージ５００を基板６０上にマウントする際、前記上部金属板１１０のリード１１２は、基板６０に設けられた第１の電極パッド６１に半田７１によって電気的に結合される。また、下部金属板５２０は、基板６０に設けられた第２の電極パッド６２に半田７２によって電気的に直接接続されるように接合することができる。つまり、前記下部金属板５２０が基板６０上の第２の電極パッド６２に直接電気的に接続されることにより、組立が簡単で構造を単純化させることができる。また、下部金属板５２０の熱が半田７２と第２の電極パッド６２を介して伝達されるため、熱伝達効率を上げて放熱性能を向上させることができる利点がある。
また、図１２に示すように、上部及び下部金属板６１０、６２０が絶縁体１３０によって上下に絶縁された構成において、上部金属板６１０の一側の下面を半田バンプ８１によって基板６０の第１の電極パッド６１に直接接続することができる。勿論、下部金属板６２０は半田８２によって基板６０上の第２の電極パッド６２に電気的に接続することができる。この構成より、上部及び下部金属板６１０、６２０のそれぞれにリードを設けなくても、絶縁体１３０によって上下に水平分割された状態で、それぞれ基板６０に設けられた電極パッド６１、６２に直接電気的に接続することができる。従って、構成が簡単で部品数が減少するため、製造工程が簡単になり、生産性を上げ生産コストを減少させることができる利点がある。
一般的なＬＥＤパッケージの一例を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す斜視図である。 図２のIII-IIIの線に沿って切断した断面図である。 図３に示された上部金属板を抜粋して示す斜視図である。 図３に示された下部金属板を抜粋して示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 本発明の第１実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 本発明の第２実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す分離斜視図である。 図６のVII-VIIの線に沿って切断した断面図である。 図６及び図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 図６及び図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 図６及び図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を説明するための概略的な図面である。 本発明の第３実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す断面図である。 本発明の第６実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す断面図である。
符号の説明
２０ 上部基板
３０ 下部基板
４０、５０ 基板組立体
６０ 基板
６１、６２ 第１及び第２電極パッド
７１、７２、８２、１４１ 半田
１００、２００、３００、４００、５００ ＬＥＤパッケージ
１１０ 上部金属板
１１２、１２２ 第１及び第２リード
１１５ コーティング層
１２０ 下部金属板
１３０、２３０ 絶縁体
１４０、３４０、４４０ ＬＥＤ
１５０、２５０ 保護カバー
１６０、２６０ レンズ
４５０ サブマウント

Claims (34)

  1. ＬＥＤが収容されるＬＥＤ収容孔が貫通形成された上部金属板と、
    前記上部金属板の下部に結合された下部金属板と、
    前記上部及び下部金属板の互いに接合された部分を絶縁させる絶縁体と、
    前記ＬＥＤ収容孔へ露出された前記下部金属板に搭載され、前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるＬＥＤと、
    前記上部及び下部金属板の外部へ露出された所定の部分を取り囲んで保護するための保護カバーと、
    を含むＬＥＤパッケージ。
  2. 前記上部及び下部金属板のうち少なくともいずれか一つには外側に延長されたリードが一体に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  3. 前記上部金属板には第１のリードが一体に延長形成され、前記下部金属板には第２のリードが一体に延長形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  4. 前記リードは、前記保護カバーの外側に突出するように延長形成されたことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤパッケージ。
  5. 前記上部金属板に搭載されるレンズを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  6. 前記保護カバーには前記レンズ装着部が設けられたことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤパッケージ。
  7. 前記上部及び下部金属板は、アルミニウム（Ａｌ）もしくは銅（Ｃｕ）で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  8. 前記ＬＥＤ収容孔の内周面は外側に拡張形成された構造を有し、その内周面には金属物質がコーディング処理された反射面を有するコーティング層が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  9. 前記絶縁体は、前記ＬＥＤ収容孔に対応するホールを有し、前記上部及び下部金属板を接着可能な絶縁体を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ。
  10. 前記絶縁体は、ポリマーフィルムであることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤパッケージ。
  11. 前記絶縁体は、前記上部及び下部金属板の間に介在されるプラスチック物質を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ。
  12. 前記絶縁体は、前記上部及び下部金属板の間にプラスチック物質をモールド注入して形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤパッケージ。
  13. 前記絶縁体は、前記保護カバーと一体に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ。
  14. 前記絶縁体と前記保護カバーは、プラスチックによってモールド成形されたことを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤパッケージ。
  15. 前記ＬＥＤは、前記下部金属板に半田によって電気的に接続され、前記上部金属板には導線によって電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ。
  16. 前記ＬＥＤは前記下部金属板にボンディング結合され、導線によって前記下部及び上部金属板にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ。
  17. 前記ＬＥＤが半田によって電気的に接続される第１及び第２の電極部を有し、前記下部金属板に装着されるサブマウントを更に含み、前記第１及び第２の電極部は導線によって前記下部及び上部金属板に電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ。
  18. ａ）ＬＥＤ収容孔の内周面を反射面として使用可能な上部金属板を製造するステップと、
    ｂ）前記上部金属板の下部に結合される下部金属板を製造するステップと、
    ｃ）前記上部及び下部金属板の間が絶縁されるように接合させるステップと、
    ｄ）前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるようにＬＥＤを搭載するステップと、
    ｅ）前記接合された上部及び下部金属板の外郭に保護カバーを形成し、レンズを設置するステップと、
    を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージ製造方法。
  19. 前記ａ）ステップでは、金属材質の上部基板にＬＥＤ収容孔を有する上部金属板を複数製造し、
    前記ｂ）ステップでは、下部金属板を複数製造し、
    ｆ）互いに接合された上部及び下部基板の所定部分を切断し、個別単位のＬＥＤパッケージを完成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  20. 前記ａ）ステップでは、前記上部金属板の一側に延長される第１のリードを一体に形成することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  21. 前記ｂ）ステップでは、前記下部金属板の一側に延長される第２のリードを一体に形成することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  22. 前記ａ）及びｂ）ステップは、前記上部及び下部金属板それぞれの金属材質を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）によって形成することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  23. 前記ｃ）ステップは、
    ｃ１）前記ＬＥＤ収容孔に対応されるホールを有する絶縁性接着剤を設けるステップと、
    ｃ２）前記絶縁性接着剤を前記下部金属板と上部金属板の間に介在させた後、両金属板を接合させるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１８又は１９に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  24. 前記絶縁性接着剤は、接着性ポリマーフィルムであることを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  25. 前記ｅ）ステップは、
    ｅ１）プラスチック射出によって前記保護カバーを前記接合された上部及び下部金属板の外郭に形成するステップと、
    ｅ２）プラスチック射出によって前記ＬＥＤを覆うように前記レンズを形成するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１８乃至請求項２４のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  26. 前記保護カバーと前記レンズはプラスチック射出工程によって一体に形成されることを特徴とする請求項２５に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  27. ａ）ＬＥＤ収容孔の内周面を反射面として使用可能な上部金属板を製造するステップと、
    ｂ）前記上部金属板の下部に結合される下部金属板を製造するステップと、
    ｃ）前記上部及び下部金属板の間が絶縁され、両金属板の外観が絶縁されるように、前記上部及び下部金属板を結合するステップと、
    ｄ）前記上部及び下部金属板に電気的に接続されるようにＬＥＤを搭載するステップと、
    ｅ）前記接合された上部及び下部金属板にレンズを設置するステップと、
    を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージ製造方法。
  28. 前記ａ）ステップでは、金属材質の上部基板にＬＥＤ収容孔を有する上部金属板を複数製造し、
    前記ｂ）ステップでは、下部金属板を複数製造し、
    ｆ）互いに接合された上部及び下部基板の所定部分を切断し、個別単位のＬＥＤパッケージを完成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３１に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  29. 前記ａ）ステップでは、前記上部金属板の一側に延長される第１のリードを一体に形成することを特徴とする請求項２７又は２８に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  30. 前記ｂ）ステップでは、前記下部金属板の一側に延長される第２のリードを一体に形成することを特徴とする請求項２７又は２８に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  31. 前記ａ）及びｂ）ステップは、前記上部及び下部金属板それぞれの金属材質を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）によって形成することを特徴とする請求項２７又は２８に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  32. 前記ｃ）ステップは、
    ｃ１）前記上部及び下部金属板の間に所定のギャップが設けられるように両金属板を対向するよう組立てるステップと、
    ｃ２）前記上部及び下部金属板の間のギャップに絶縁物質を充填させるステップと、
    ｃ３）前記上部及び下部金属板の外郭の絶縁物質を取り囲んで保護カバーを形成するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２７乃至請求項３１のうちいずれか一つに記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  33. 前記ｃ２）及びｃ３）ステップは、プラスチック射出工程によって同時に行われることを特徴とする請求項３２に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。
  34. 前記保護カバーには前記レンズが装着されるレンズ装着部が設けられることを特徴とする請求項３２に記載のＬＥＤパッケージ製造方法。

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