KR100583161B1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지를 소형화하고, 납땜 면적을 확장시킴으로써, 납땜 불량 및 패키지의 발광부 손상을 방지할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 개시한다. 개시된 본 발명은 양측에 전극 리드가 형성되어 있고, 내측에 반사판이 형성되어 있는 상층부; 및 상기 상층부의 전극 리드와 대응되도록 양측에 전극 리드가 형성되어 있고, 중심에 발광 다이오드가 실장되어 있는 하층부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상층부와 하층부는 상하 적층 형태로 접합되어 하나의 패키지를 구성하고, 상기 상층부에 형성된 반사판 상에는 광반사 효율을 향상시키기 위하여 Ag 코팅이 되어 있으며, 상기 하층부 상에 상기 전극 리드의 연장부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

발광 다이오드, LED, 납땜, 에폭시, 금속 패드

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 상층부을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 하층부을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지가 PCB 상에 납땜된 모습을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 발광 다이오드 패키지 102a: 상층부

102b: 하층부 111: 와이어

110: LED 칩 112: 제 1 전극 리드

122: 제 2 전극 리드 123: 본딩 패드

본 발명은 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 패키지에 관한 것으로, 보 다 구체적으로는 패키지를 소형화로 제작하면서, 납땜 면적을 확장시킬 수 있도록 하여, 납땜 불량 및 패키지의 발광부 손상을 방지할 수 있는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 LED란 발광 다이오드라고도 부르며, 이는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시켜 신호를 보내고 받는 데 사용되는 소자이다.

보통 LED의 사용 범위는 가정용 가전 제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 종류는 크게 IRED(Infrared Emitting Diode)와 VLED(Visible Light Emitting Diode)로 나뉘어 진다.

상기의 LED의 구조는 사파이어 기판 상에 N형 GaN 층이 형성되고, 상기 N형 GaN 층 표면의 일측 상에 N-메탈이 있고, 상기 N-메탈이 형성된 영역 이외에 활성층으로 구성되고, 상기 활성층으로부터 P 메탈을 통하여 전송되어 오는 정공과 N 메탈을 통하여 전송해오는 전자가 결합하여 광을 발생시킨다.

특히, LED는 정보 통신 기기의 소형화, 슬림화(slim) 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며 PCB(Printed Circuit Board: 이하 PCB라고 함) 기판에 직접 장착하기 위하여 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있다.

상기와 같은 LED는 출력되는 광의 세기에 따라, 가정용 가전 제품, 전광판 등에 사용된다.

이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 SMD 형으로 개발되고 있다. 이러한 SMD는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 LED 패키지(1) 구조는 리드 프레임(10) 상에 LED칩(5)이 배치되어 있고, 상기 리드 프레임(10) 양측 가장자리 상에는 각각 전극 리드(7)가 배치되어 있다.

상기 전극 리드(7)는 LED칩(5)의 P전극과 N전극에 대응되는 단자이고, 두 개의 전극 리드(7)중 어느 하나는 상기 리드 프레임 중심 영역까지 전극 리드(7)가 확장 배치되어 있다,

확장 배치되어 있는 상기 전극 리드(7) 상에는 상기 LED칩(5)이 실장되어 있고, 상기 LED칩(5)은 와이어(9)에 의하여 상기 전극 리드(7)와 전기적으로 본딩 처리되어 있다.

따라서, 상기 LED칩(5)이 실장되어 있는 리드 프레임(10)이 PCB 상에 배치되면, 상기 리드 프레임(10)의 전극 리드(7)를 통하여 전원이 상기 LED칩(5)에 인가되고 광을 발생시킨다.

상기 LED칩(5)에서 발생된 광은 상기 리드 프레임(10) 평면보다 10~50㎛ 정도 높게 형성되어 있는 렌즈(3)가 형성되는데, 상기 렌즈(3)는 에폭시 수지에 의하여 몰딩된다.

상기 렌즈(3)의 에폭시 수지는 광투과 수지가 합착되어, 상기 LED칩(5)에서 발생되는 열을 최소화할 수 있도록 하였다.

그리고 상기에서와 같이 에폭시 몰딩이 끝나면, 상기 리드 프레임(10)을 접착제에 붙인 다음, 이를 다이아몬드 블레이드(Blade)로 절단하여 개별화하는 공정을 거쳐 제조된다.

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 발광 다이오드 패키지는 리드 프레임 상에 형성되어 있는 전극 리드를 PCB 상에 납땜하여 실장하는데, 이것은 최근 소형화, 경박화되어가는 경향에 따라, 납땜 영역이 작아지는 전극 리드에 납땜 불량을 유발시키게 된다.

특히, 상기 발광 다이오드 패키지의 크기도 소형화되기 때문에 납땜시 발광 다이오드 패키지의 렌즈 영역을 손상시키는 문제가 발생한다.

본 발명은, 발광 다이오드 패키지를 LED 칩이 실장되는 하층부와 광 반사를 위한 상층부를 상하로 조립함으로써, 패키지를 소형화, 경박화할 수 있을 뿐만 아니라, 상/하층부의 양측에 형성된 전극 리드에 의해 납땜 면적을 확장시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는,
양측에 전극 리드가 형성되어 있고, 내측에 반사판이 형성되어 있는 상층부; 및 상기 상층부의 하측에 적층 형태로 접합되며, 상기 상층부의 전극 리드와 대응되도록 양측에 전극 리드가 형성되어 있고, 중심에 발광 다이오드가 실장되어 있는 하층부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상층부 및 하층부의 양측 전극리드는 발광 다이오드 패키지의 전극리드로 작용하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상층부에 형성된 반사판 상에는 광반사 효율을 향상시키기 위하여 Ag 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하층부 상에 상기 전극 리드의 연장부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하층부에 실장되어 있는 발광 다이오드는 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의하여 실장되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상층부 및 하층부가 상하 접합된 발광 다이오드 패키지를 상면에 실장하는 기판; 상기 상층부 및 하층부 양측에 형성된 전극 리드의 측면을 상기 기판과 전기적으로 각각 연결하기 위해 납땜되는 양측 납땜부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

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그리고, 상기 상층부 및 하층부의 재질은 아크릴, 세라믹, 금속, SiOB 중 어느 하나의 재질이 사용되는 것을 특징으로 한다. 하는 발광 다이오드 패키지.

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이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, LED 칩(110)이 실장되는 하층부(102b)와 LED 칩(110)에서 발생하는 광을 반사시키는 패키지 상층부(102a)가 적층 형태로 구성되어 있고, 상기 하층부(102b)에 상기 LED 칩(110)이 실장되어 있다.

상기 상층부(102a)은 중심부 둘레에 반사판(105)이 형성되어 있고, 양측에 납땜을 위한 제 1, 제 2 전극 리드(112, 122)가 형성되어 있고, 상기 하층부(102b)도 상기 LED 칩(110)이 실장된 다음, 와이어(111) 본딩(bonding)으로 연결된 제 1, 2 전극 리드(112, 122)가 상기 하층부(102b) 양측에 형성되어 있다.

여기서, 상기 와이어 본딩을 위한 상기 하층부(102b) 상에 상기 제 1, 2 전극리드와 전기적으로 연결된 본딩 패드(123)를 더 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 종래에 얇은 PCB 상에 LED 칩(110)을 실장하였으나, 상/하층부(102a, 102b)을 상하로 조립하고, 양측면 영역을 납땜 영역으로 하여, 발광 다이오드 패키지(100)가 소형화, 경박화되어도 납땜을 하기 위한 전극 리드(112, 122) 면적은 넓게 형성할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 상층부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 하층부를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지의 상층부(102a)는 LED 칩(110)으로부터 발광되는 빛을 반사시키는 반사판(105)이 형성되어 있어, 상기 LED 칩(110)에서 발생되는 광이 상기 반사판(105)에서 손실되지 않고, 외부로 반사될 수 있도록 하였다.

또한, 상기 상층부(102a)의 양측 가장자리는 PCB 상의 전극들과 전기적 콘택을 위하여 제 1, 2 전극 리드(112, 122)가 형성되어 있다. 상기 LED 칩은 상기 제 1 전극 리드와 와이어(111)에 의하여 전기적으로 연결된다.

따라서, 상기 제 1, 2 전극 리드(112, 122)의 두께는 발광 다이오드 패키지의 상층부(102a)의 두께와 동일하다.

그리고 도 4의 하층부(102b)에서는 LED칩(110)이 상기 하층부(102b) 중심에 실장되어 있고, 양측에 제 1, 2 전극 리드(112, 122)가 형성되어 있다. 상기 LED 칩(110)은 상기 제 1, 2 전극 리드(112, 122)와 와이어(111)에 의하여 전기적으로 연결되어 있다.

상기 제 1, 2 전극 리드(112, 122)의 두께는 상기 하층부(102b)의 두께와 동일한 두께로 형성되며, 상기 상층부(102a)와 함께 적층 되어 발광 다이오드 패키지를 구성한다.

따라서, 상기 상층부(102a)의 제 1 전극 리드(112)와 상기 하층부(102b)의 제 1 전극 리드(112)는 적층 되면서, 패키지의 하나인 전극 리드로 작용하게 된다.

상기 상/하층부(102a, 102b)의 재질은 아크릴, 세라믹, 금속, SiOB 등과 같은 재질이 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지가 PCB 상에 납땜된 모습을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지(100)가 PCB(200) 상에 실장되어 있는 모습이다. 상기 PCB(200) 상에 발광 다이오드 패키지(100)가 실장되면, 납땜(150)에 의하여 상기 발광 다이오드 패키지(100)의 제 1 전극 리드(112)와 제 2 전극 리드(122)가 각각 상기 PCB(200)의 전원 단자와 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 납땜(150)은 제 1, 2 전극 리드(112, 122)의 옆면 전체를 덮을 수 있다.

상기 제 1, 제 2 전극 리드(112, 122)는 상기 발광 다이오드 패키지(100)의 전극 리드(112, 122)로 작용하여, 상기 하층부(102b)에 실장되어 있는 LED 칩(110)에 전원을 공급하게 된다.

그리고 상기 상층부(102a)에 형성된 반사판(105)은 소정의 기울기를 갖도록 형성되어, 상기 하층부(102b)에 실장된 LED 칩(110)에서 발생된 광효율을 향상시킨다.

상기 반사판(105) 표면은 Ag 코팅 처리되어 광효율을 높였다.

따라서, 본 발명에서는 발광 다이오드 패키지가 소형화되어도 전극 리드의 납땜 면적이 넓어, PCB 상에 실장할 때, 납땜 불량이 발생하지 않는 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지(300)의 하층부(202b)에 실장되어 있는 LED 칩(210)은 플립칩 본딩에 의하여 실장되어 있다.

상기 발광 다이오드 패키지(300)의 하층부(202b)의 양측에 형성 배치되어 있는, 제 1, 2 전극 리드(212, 222)는 상기 LED 칩(210)이 플립칩 본딩될 수 있도록, 상기 하층부(202b)의 중심 영역 근처까지 확장되어 있다.

상기 LED 칩(210)이 플립칩 본딩된 하층부(202b) 상에 반사판(205)이 형성되어 있는 상층부(202a)이 적층 형태로 부착되어 있다.

상기 발광 다이오드 패키지(300)의 상/하층부(202a, 202b)에 형성되어 있는 제 1, 제 2 전극 리드(212, 222)는 PCB(400) 상에 실장되고, 상기 PCB(400) 상에 Au, Cu 등에 의하여 납땜(250) 처리된다.

따라서, 도 6에서와 같이, 상기 발광 다이오드 패키지(300)의 상/하층부(202a, 202b)이 적층되므로, 전체적으로 패키지(300)가 소형화되더라도 상층부(202a)의 제 1, 2 전극 리드(212, 222)와 하층부(202b)의 제 1, 2 전극 리드(212, 222)가 적층되어 납땜(250) 면적이 확장되어, 납땜 불량을 방지할 수 있다.

도면에서 도시하였지만 설명하지 않은 211은 플립칩 본딩을 위한 솔더볼이다.

따라서, 본 발명에서는 LED의 본딩 구조를 와이어 본딩, 플립칩 본딩 모두에 적용할 수 있고, 두 개의 역할이 다른 하층부와 상층부를 적층함으로써, 소형화를 유지하면서 납땜 면적을 넓힐 수 있다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 발광 다이오드 패키지를 LED 칩이 실장되는 하층부와 광 반사를 위한 상층부를 상하로 조립함으로써, 패키지의 소형화 및 경박화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 발광 다이오드 패키지의 납땜 면적을 확장시켜 납땜에 의한 불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 양측에 전극 리드가 형성되어 있고, 내측에 반사판이 형성되어 있는 상층부; 및

   상기 상층부의 하측에 적층 형태로 접합되며, 상기 상층부의 전극 리드와 대응되도록 양측에 전극 리드가 형성되어 있고, 중심에 발광 다이오드가 실장되어 있는 하층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상층부 및 하층부의 양측 전극리드는 발광 다이오드 패키지의 전극리드로 작용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상층부에 형성된 반사판 상에는 광반사 효율을 향상시키기 위하여 Ag 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 하층부 상에 상기 전극 리드의 연장부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 하층부에 실장되어 있는 발광 다이오드는 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의하여 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 상층부 및 하층부가 상하 접합된 발광 다이오드 패키지를 상면에 실장하는 기판; 상기 상층부 및 하층부 양측에 형성된 전극 리드의 측면을 상기 기판과 전기적으로 각각 연결하기 위해 납땜되는 양측 납땜부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 상층부 또는 하층부의 재질은 아크릴, 세라믹, 금속, SiOB 중 어느 하나의 재질이 사용되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.

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