JP2011040762A - 発光ダイオードパッケージ - Google Patents

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Hee Seok Park
セオク パク、ヒー
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クン キム、ヒュン
Young Jin Lee
ジン リー、ヨン
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Abstract

【課題】本発明は発光ダイオードパッケージに関する。
【解決手段】第１キャビティ及び上記第１キャビティより小さい第２キャビティが備えられたパッケージモールドと、上記第１キャビティ及び上記第２キャビティの底面に備えられた第１電極パッド及び第２電極パッドと、上記第１電極パッド上に実装されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップと上記第２電極パッドを電気的に連結するためのワイヤと、上記第１キャビティ及び上記第２キャビティに充填されたモールディング材とを含む発光ダイオードパッケージを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は発光ダイオードパッケージに関し、より詳細には、ＬＥＤチップが実装されるキャビティのサイズを最小化し輝度を向上させた発光ダイオードパッケージに関する。
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＥＤとする）とは、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＩｎＰなどの化合物半導体（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）材料の変更を通じて発光源を構成することで、多様な色の光が具現できる半導体素子のことである。
一般的に、ＬＥＤ製品の特性を決める要素としては、色（ｃｏｌｏｒ）、輝度及び光変換効率などがある。このようなＬＥＤ製品の特性は、１次的にはＬＥＤに使用されている化合物半導体の材料により決まるが、２次的な要素としてＬＥＤチップを実装するためのパッケージの構造によっても大きな影響を受ける。
これにより、最近では使用者の要求に従う高輝度製品を得るためには、材料開発などによる１次的な要素だけでは限界があり、パッケージ構造などに関心を寄せるようになった。特に、ＬＥＤパッケージの使用範囲が室内室外の照明装置、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のバックライトユニット（ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ）、自動車のヘッドランプなど多様な分野へと拡大されることにより、高輝度特性が必要となった。
輝度の単位はｃｄ／ｍｍ２であり、同一光速であれば、光源の面積が減るほど輝度が増加する。従って、高輝度のＬＥＤを得るためには光源のサイズの最小化が求められている。
従来技術によるＬＥＤパッケージは、キャビティ（ｃａｖｉｔｙ）が形成されたパッケージモールド内にＬＥＤチップを実装し、ワイヤボンティングした後、上記キャビティに透光性樹脂を塗布して製作する。
しかし、このような従来技術によるＬＥＤパッケージは、キャビティ内にＬＥＤチップと共にワイヤも位置するため、キャビティのサイズを減らすのに大きな制約を受ける。このとき、キャビティが大きいと、それにより光学系で感じる実際の光源のサイズも大きくなるため、輝度が低下するという問題点がある。
従って、本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、本発明の目的は、ＬＥＤチップが実装されるキャビティのサイズを減らすことで、光源のサイズを減らし、輝度を向上させることができる発光ダイオードパッケージを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の実施例による発光ダイオードパッケージは、第１キャビティ及び上記第１キャビティより小さい第２キャビティが備えられたパッケージモールドと、上記第１キャビティ及び上記第２キャビティの底面に備えられた第１電極パッド及び第２電極パッドと、上記第１電極パッド上に実装されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップと上記第２電極パッドを電気的に連結するためのワイヤと、上記第１キャビティ及び上記第２キャビティに充填されたモールディング材とを含むことができる。
ここで、上記第１キャビティと上記第２キャビティは、同じ深さで形成されることができる。
また、上記第２キャビティは、上記第１キャビティより浅く形成されることができる。
また、上記第１キャビティと上記第２キャビティは、互いが接するように備えられることができる。
また、上記第１キャビティと上記第２キャビティは、相互離隔されるように備えられることができる。
また、上記第１キャビティと上記第２キャビティの上部が相互通じるように上記第１キャビティと上記第２キャビティの間の上記パッケージモールドに形成された溝をさらに含むことができる。
また、上記溝は、上記第２キャビティより小さいことができる。
また、上記溝は、上記第１キャビティより浅く形成されることができる。
また、上記目的を達成するための本発明の他の実施例による発光ダイオードパッケージは、第１キャビティ及び上記第１キャビティより小さい複数の第２キャビティが備えられたパッケージモールドと、上記第１キャビティの底面に上記第２キャビティと同じ数で備えられた複数の第１電極パッドと、上記第２キャビティの底面に備えられた第２電極パッドと、上記それぞれの第１電極パッド上に実装されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップと上記第２電極パッドを電気的に連結するためのワイヤと、上記第１キャビティ及び上記第２キャビティに充填されたモールディング材とを含むことができる。
ここで、上記第１キャビティと上記第２キャビティは、同じ深さで形成されることができる。
また、上記第２キャビティは、上記第１キャビティより浅く形成されることができる。
また、上記第１キャビティと上記第２キャビティは、相互接するように備えられることができる。
また、上記第１キャビティと上記第２キャビティは、相互離隔されるように備えられることができる。
以上で説明したように、本発明による発光ダイオードパッケージによれば、ＬＥＤチップが実装されることができる最小限のサイズで第１キャビティを形成し、上記ＬＥＤチップと電気的に連結されるワイヤがボンティングされる第２キャビティを、上記第１キャビティと隣接した所に、上記第１キャビティより小さく形成することで、キャビティの全体的なサイズを減らすことができる。
従って、本発明は自動車のヘッドランプなどに適用されるＬＥＤ光源のサイズを減らして輝度を向上させることができるという効果がある。
本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図である。 図１に図示された発光ダイオードパッケージの構造を示した断面図である。 本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージの変形例を示した断面図である。 本発明の第２実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図である。 図４に図示された発光ダイオードパッケージの構造を示した断面図である。 本発明の第３実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図である。 図６のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図である。 図６のII−II'に沿って切断した断面図である。 本発明の第４実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図である。 図９のIII−III'に沿って切断した断面図である。
本発明による発光ダイオードパッケージの上記目的に対する技術的構成を含む作用効果に関する事項は、本発明の好ましい実施例が図示された図面を参照した下記の詳細な説明により明確に理解することができる。
＜第１実施例＞
図１から図３を参照して本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージについて詳しく説明する。
図１は本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図であり、図２は図１に図示された発光ダイオードパッケージの構造を示した断面図であり、図３は本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージの変形例を示した断面図である。
先ず、図１及び図２に図示されたように、本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、中央部に第１キャビティ１１５ａ及び上記第１キャビティ１１５ａより小さい第２キャビティ１１５ｂが備えられたパッケージモールド１１０と、上記第１キャビティ１１５ａ及び上記第２キャビティ１１５ｂのそれぞれの底面に備えられた第１電極パッド１２０ａ及び第２電極パッド１２０ｂと、上記第１キャビティ１１５ａの上記第１電極パッド１２０ａ上に実装されたＬＥＤチップ１３０、及び上記ＬＥＤチップ１３０と上記第２電極パッド１２０ｂを電気的に連結するためのワイヤ１４０を含む。
上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂから成るキャビティ１１５を備える上記パッケージモールド１１０は、プラスチック材質などから成ることができ、これは一般的なフリーモールディング（ｐｒｅ−ｍｏｌｄｉｎｇ）工程などにより形成することができる。
上記第１電極パッド１２０ａと上記第２電極パッド１２０ｂから成る一対の電極パッド１２０は、上記ＬＥＤチップ１３０に電流を供給し、銅などの導電性材質から成ることができる。
また、上記第１電極パッド１２０ａ上に実装される上記ＬＥＤチップ１３０としては、通常のＧａＮ系列のＬＥＤチップなどを使用することができる。
上記ワイヤ１４０は、金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）などから成ることができる。
上記第１キャビティ１１５ａ及び上記第２キャビティ１１５ｂ内には、モールディング材１５０が充填されて上記ＬＥＤチップ１３０及び上記ワイヤ１４０を保護する。
上記モールディング材１５０は、具現しようとするＬＥＤチップ１３０の色相により透光性樹脂または蛍光体が含まれている透光性樹脂などから成ることができる。
上記透光性樹脂としては、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂などを使用することができる。
上記モールディング材１５０は、上記のように蛍光体が含まれている透光性樹脂から成ることもでき、上記蛍光体はＬＥＤチップ１３０から発生し、放出される特定波長の光を吸収して異なる波長の光に変換させる役割をする。
上記モールディング材１５０は、ディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）などのような方式により上記キャビティ１１５内に充填されることができる。
ここで、上記第１キャビティ１１５ａは、上記ＬＥＤチップ１３０が実装されることができる最小限のサイズで形成されることが好ましい。
また、上記第１キャビティ１１５ａより小さく形成される上記第２キャビティ１１５ｂは、上記ワイヤ１４０とボンティングされる上記第２電極パッド１２０ｂを形成することができる最小限のサイズで形成されることが好ましい。
このとき、上記ワイヤ１４０の長さが最小化されることができるように、上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂは、図１でのように互いが接するように備えられることが好ましい。
このような本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージによれば、上記ＬＥＤチップ１３０が実装されることができる最小限のサイズで第１キャビティ１１５ａを形成し、上記ＬＥＤチップ１３０と電気的に連結されるワイヤ１４０がボンティングされる第２キャビティ１１５ｂを上記第１キャビティ１１５ａと隣接した所に上記第１キャビティ１１５ａより小さく形成することで、ＬＥＤ光源の実際のサイズに該当する上記キャビティ１１５の全体的なサイズを減らすことができる。
従って、本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージは、上記のように光源のサイズを最小化して輝度を向上させることができるという効果がある。
一方、上記パッケージモールド１１０の上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂは同じ深さで形成されることもできるが、図３に図示された本発明の第１実施例による発光ダイオードパッケージの変形例のように、上記第２キャビティ１１５ｂが上記第１キャビティ１１５ａより浅く形成されることもできる。
上記第２キャビティ１１５ｂが上記第１キャビティ１１５ａより浅く形成される場合、上記第２キャビティ１１５ｂの底面が上記第１キャビティ１１５ａの底面より高い所に位置するようになる。
従って、上記第２キャビティ１１５ｂの底面に備えられた上記第２電極パッド１２０ｂにボンティングされる上記ワイヤ１４０が曲がる具合を減らし、上記ワイヤ１４０の破損を防止することができるという長所がある。
＜第２実施例＞
図４及び図５を参照し本発明の第２実施例による発光ダイオードパッケージについて詳しく説明する。但し、第２実施例の構成のうち、第１実施例と同じ部分に対する説明は省略し、第２実施例において変わる構成に対してのみ詳細に説明する。
図４は本発明の第２実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図であり、図５は図４に図示された発光ダイオードパッケージの構造を示した断面図である。
図４及び図５に図示されたように、本発明の第２実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、第１実施例による発光ダイオードパッケージと大部分の構成が同一であり、上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂは互いが接せずに離隔されている点のみが第１実施例と異なる。
このような本発明の第２実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、上記ワイヤ１４０とボンティングされる第２電極パッド１２０ｂが底面に備えられる上記第２キャビティ１１５ｂが上記ＬＥＤチップ１３０が実装される第１キャビティ１１５ａと分離するように形成されることで、光源の実際のサイズが上記第１キャビティ１１５ａのサイズになるようにすることができる。
すなわち、本発明の第２実施例によれば、上記第２キャビティ１１５ａが光学的に影響を及ぼさないようにすることができ、光源の実際のサイズをさらに減らすことができるという長所がある。
＜第３実施例＞
図６から図８を参照し本発明の第３実施例による発光ダイオードパッケージについて詳しく説明する。但し、第３実施例の構成のうち、第２実施例と同じ部分に対する説明は省略し、第３実施例において変わる構成に対してのみ詳細に説明する。
図６は本発明の第３実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図であり、図７は図６のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図であり、図８は図６のII−II'に沿って切断した断面図である。
図６から図８に図示されたように、本発明の第３実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、第２実施例による発光ダイオードパッケージと大部分の構成が同一であり、互いに離隔された上記第１キャビティ１１５ａと第２キャビティ１１５ｂの間のパッケージモールド１１０に、上記第１キャビティ１１５ａと第２キャビティ１１５ｂの上部が相互通じるように溝１６０がさらに形成されている点のみが第２実施例と異なる。
本発明の第３実施例によると、上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂの間に溝１６０が形成されることで、上記第１キャビティ１１５ａと第２キャビティ１１５ｂの間に位置するワイヤ１４０が上述の第２実施例のようにパッケージモールド１１０の上部に突出することを防ぐことができる。
すなわち、上記溝１６０は、上記第１キャビティ１１５ａと第２キャビティ１１５ｂの間の上記ワイヤ１４０をパッケージモールド１１０の内部に含ませるためのものであり、上記第１キャビティ１１５ａより浅く形成されることができる。
このとき、上記溝１６０は、上記第２キャビティ１１５ｂより小さく形成し、光源の実際のサイズに影響を及ぼさないようにすることが好ましい。すなわち、上記溝１６０は、上記ワイヤ１４０が通過できる最小限のサイズで形成されることができる。
上記溝１６０の内部には、上記第１及び第２キャビティ１１５ａ、１１５ｂと同様にモールディング材１５０が充填され、上記ワイヤ１４０を保護することができる。
＜第４実施例＞
図９及び図１０を参照し本発明の第４実施例による発光ダイオードパッケージについて詳しく説明する。但し、第４施例の構成のうち、第１実施例と同じ部分に対する説明は省略し、第４実施例において変わる構成に対してのみ詳細に説明する。
図９は本発明の第４実施例による発光ダイオードパッケージの構造を示した平面図であり、図１０は図９のIII−III'に沿って切断した断面図である。
図９及び図１０に図示されたように、本発明の第４実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、第１実施例による発光ダイオードパッケージと大部分の構成が同一であり、上記第１キャビティ１１５ａと隣接した所に複数の第２キャビティ１１５ｂが形成され、上記第１キャビティ１１５ａには上記第２キャビティ１１５ｂと同じ数のＬＥＤチップ１３０が実装されている点のみが第１実施例と異なる。
すなわち、本発明の第４実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、第１キャビティ１１５ａ及び上記第１キャビティ１１５ａより小さい複数の第２キャビティ１１５ｂが備えられたパッケージモールド１１０と、上記第１キャビティ１１５ａの底面に上記第２キャビティ１１５ｂと同じ数で備えられた複数の第１電極パッド１２０ａと、上記第２キャビティ１１５ｂの底面に備えられた第２電極パッド１２０ｂと、上記それぞれの第１電極パッド１２０ａ上に実装されたＬＥＤチップ１３０、及び上記ＬＥＤチップ１３０と上記第２電極パッド１２０ｂを電気的に連結するためのワイヤ１４０を含む。
ここで、図面には第２キャビティ１１５ｂ、ＬＥＤチップ１３０及びワイヤ１４０が４つずつ形成されたものを図示したが、これは例示的なものであり、必ずしもこれに限定されない。
上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂは、上述のように同じ深さで形成されることもできるが、上記ワイヤ１４０の曲がり具合を減らすために上記第２キャビティ１１５ｂが上記第１キャビティ１１５ａより浅く形成されることもできる。
また、上記第１キャビティ１１５ａと上記第２キャビティ１１５ｂは互いが接するか、または離隔されるように備えられることができる。
このような第１及び第２キャビティ１１５ａ、１１５ｂにはモールディング材１５０が充填されて上記ＬＥＤチップ１３０とワイヤ１４０を保護する。
このような本発明の第４実施例によると、様々なＬＥＤチップ１３０がアレイされる発光ダイオードパッケージ１００の光源のサイズを減らすことで、輝度を向上させることができるという効果がある。
以上で説明した本発明の好ましい実施例は、例示する目的で開示されたものであり、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想から外れない範囲内で様々な置換、変形及び変更することができ、そのような置換、変更などは添付の特許請求の範囲に属するものである。
１００ 発光ダイオードパッケージ
１１０ パッケージモールド
１１５ キャビティ
１１５ａ 第１キャビティ
１１５ｂ 第２キャビティ
１２０ 電極パッド
１２０ａ 第１電極パッド
１２０ｂ 第２電極パッド
１３０ ＬＥＤチップ
１４０ ワイヤ
１５０ モールディング材
１６０ 溝

Claims (13)

  1. 第１キャビティ及び上記第１キャビティより小さい第２キャビティが備えられたパッケージモールドと、
    上記第１キャビティ及び上記第２キャビティの底面に備えられた第１電極パッド及び第２電極パッドと、
    上記第１電極パッド上に実装されたＬＥＤチップと、
    上記ＬＥＤチップと上記第２電極パッドを電気的に連結するためのワイヤと、
    上記第１キャビティ及び上記第２キャビティに充填されたモールディング材と
    を含む発光ダイオードパッケージ。
  2. 上記第１キャビティと上記第２キャビティは、同じ深さで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
  3. 上記第２キャビティは、上記第１キャビティより浅く形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
  4. 上記第１キャビティと上記第２キャビティは、互いが接するように備えられたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
  5. 上記第１キャビティと上記第２キャビティは、相互離隔されるように備えられたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
  6. 上記第１キャビティと上記第２キャビティの上部が相互通じるように上記第１キャビティと上記第２キャビティの間の上記パッケージモールドに形成された溝をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオードパッケージ。
  7. 上記溝は、上記第２キャビティより小さいことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ。
  8. 上記溝は、上記第１キャビティより浅く形成されたことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ。
  9. 第１キャビティ及び上記第１キャビティより小さい複数の第２キャビティが備えられたパッケージモールドと、
    上記第１キャビティの底面に上記第２キャビティと同じ数で備えられた複数の第１電極パッドと、
    上記第２キャビティの底面に備えられた第２電極パッドと、
    上記それぞれの第１電極パッド上に実装されたＬＥＤチップと、
    上記ＬＥＤチップと上記第２電極パッドを電気的に連結するためのワイヤと、
    上記第１キャビティ及び上記第２キャビティに充填されたモールディング材と
    を含む発光ダイオードパッケージ。
  10. 上記第１キャビティと上記第２キャビティは、同じ深さで形成されたことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。
  11. 上記第２キャビティは、上記第１キャビティより浅く形成されたことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。
  12. 上記第１キャビティと上記第２キャビティは、互いが接するように備えられたことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。
  13. 上記第１キャビティと上記第２キャビティは、相互離隔されるように備えられたことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。
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