KR100591943B1 - 발광 다이오드 - Google Patents

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KR100591943B1
KR100591943B1 KR1020050025237A KR20050025237A KR100591943B1 KR 100591943 B1 KR100591943 B1 KR 100591943B1 KR 1020050025237 A KR1020050025237 A KR 1020050025237A KR 20050025237 A KR20050025237 A KR 20050025237A KR 100591943 B1 KR100591943 B1 KR 100591943B1
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이건영
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 다수의 관통공이 형성된 슬러그 하우징과, 상기 슬러그 하우징의 관통공 내에 각기 삽입 장착된 다수개의 메탈 슬러그와, 상기 메탈 슬러그 상에 실장된 다수의 발광 칩 및 상기 발광 칩과 접속되고, 상기 슬러그 하우징 상에 형성된 다수의 전극 단자를 포함하는 발광 다이오드와 상기 슬러그 하우징에 삽입 장착되어 다수의 분리 공간을 형성하는 절연부재와 상기 분리 공간에 삽입 장착된 메탈 슬러그를 포함하는 발광 다이오드를 제공한다. 이와 같이 메탈 슬러그를 다수개로 분할하고, 이들 각각의 상부에 수직형 발광 칩을 실장한 후, 이들을 직렬로 연결시켜 고휘도를 얻을 수 있을 뿐 아니라 외부로의 열방출이 용이하여 발광 다이오드의 열적 스트레스를 줄일 수 있다.
발광 다이오드, 메탈 슬러그, 슬러그 하우징, 분리, 절연, 장착

Description

발광 다이오드{Light emitting diode}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 절연 부재의 사시도.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈 슬러그의 사시도.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도.
도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 슬러그 하우징 121, 122, 123, 124 : 메탈 슬러그
131, 132, 133, 134 : 발광 칩 141, 142, 161, 162 : 전극단자
151, 152, 153, 154 : 형광체 171, 172, 173, 174, 175 : 와이어
180 : 봉지부 200 : 절연부재
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 특히 고출력을 요하는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 기본적으로 p형와 n형이 접합된 반도체 양쪽에 전극 단자를 만들고 단자간에 전압을 가하면 전류가 흘러 p-n접합 부근에서 빛을 방출하는 소자를 말한다. 즉, 최외각에 위치한 전자가 여기할때 에너지(빛과 열)를 방출하는 원리를 이용한 소자이다.
발광 다이오드의 밝기는 인가되는 전류량에 비례한다. 따라서, 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 증가시킬 경우 발광 다이오드의 밝기를 높일 수 있다. 하지만, 발광 다이오드는 빛과 함께 열에너지도 방출하기 때문에 앞서 언급한 바와 같이 전류량이 증가할 경우, 빛의 방출량과 방열량이 함께 증가하게 된다. 이러한 발열량의 증가로 인한 열적 부담이 증가하게 되어 발광 다이오드가 파괴되는 문제가 발생한다. 결국 이러한 열적 부담의 증가로 인해 발광 다이오드에 인가하는 전 류량을 무한정 높일 수 없는 문제가 있다.
따라서, 현재 발광 다이오드의 휘도를 향상시키면서, 다이오드의 열을 효과적으로 냉각시키는 기술에 관해 활발한 연구가 수행되고 있다.
발광 다이오드의 휘도를 향상시키기 위해서는 고휘도를 갖는 다수의 발광 다이오드를 직렬 연결하여 조명용의 밝기를 갖는 발광 다이오드가 제작되었다. 또한, 열을 냉각시키기 위해 슬러그 하우징 내부에 열전도성이 우수한 메탈 슬러그를 장착하고, 메탈 슬러그 상부에 발광 칩을 실장하여 발광 칩이 발산하는 열을 메탈 슬러그를 통해 외부로 쉽게 방출할 수 있는 구조가 적용되고 있다.
하지만, 이러한 메탈 슬러그 내에 수직형(vertical)의 발광 다이오드를 실장할 경우, 하부의 메탈 슬러그가 전극으로 작용하게 되어 메탈 슬러그 상에는 하나의 발광 칩만이 실장되어 다수개의 발광 칩을 직/병렬 연결을 마음대로 할 수 없는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 슬러그 하우징 내에 각기 절연된 다수개의 메탈 슬러그가 형성되고, 그 상부에 발광 칩을 각기 실장하고, 이들간을 직렬 또는 병렬 연결할 수 있고, 열적 부담을 줄일 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 다수의 관통공이 형성된 슬러그 하우징과, 상기 슬러그 하우징의 관통공 내에 각기 삽입 장착된 다수개의 메탈 슬러그와, 상기 메탈 슬러그 상에 실장된 다수의 발광 칩과, 상기 발광 칩과 접속되고, 상기 슬러그 하우징 상에 형성된 다수의 전극 단자 및 상기 메탈 슬러그, 발광 칩 및 전극 단자 사이를 연결시키는 배선;을 포함하는 발광 다이오드를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 관통공을 갖는 슬러그 하우징과, 상기 슬러그 하우징의 관통공 내에 삽입 장착되어 다수의 분리 공간을 형성하는 절연부재와, 상기 분리 공간에 각기 삽입 장착된 다수의 메탈 슬러그와, 상기 메탈 슬러그 상에 실장된 다수의 발광 칩과, 상기 발광 칩과 접속되고, 상기 슬러그 하우징 상에 형성된 다수의 전극 단자 및 상기 메탈 슬러그, 발광 칩 및 전극 단자 사이를 연결시키는 배선을 포함하는 발광 다이오드를 제공한다.
여기서, 제 1 메탈 슬러그 상에 제 1 발광 칩이 전기적으로 실장되고, 제 2 메탈 슬러그 상에 제 2 발광 칩이 전기적으로 실장되며, 상기 제 1 및 제 2 발광 칩이 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에서 직렬 접속된다. 그리고, 상기 제 1 발광 칩과 역방향 병렬 접속된 제 1 제너 다이오드와, 상기 제 2 발광 칩과 역방향 병렬 접속된 제 2 제너 다이오드를 포함한다. 또한, 상기 제 1 메탈 슬러그 상에 전기적으로 실장되어 상기 제 1 발광 칩과 순방향 병렬 접속된 제 3 발광 칩과, 상기 제 2 메탈 슬러그 상에 전기적으로 실장되어 상기 제 2 발광 칩과 순방향 병렬 접속된 제 4 발광 칩을 포함한다.
상기에서, 제 1 메탈 슬러그 상에 제 1 발광 칩이 전기적으로 접속되고, 제 2 메탈 슬러그 상에 제 2 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 3 메탈 슬러그 상에 제 3 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 4 메탈 슬러그 상에 제 4 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 상기 제 1 발광 칩 및 제 3 발광 칩이 일측의 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에 직렬 접속되고, 상기 제 2 발광 칩 및 제 4 발광 칩이 타측의 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에 직렬 접속된다. 또한, 상기에서 제 1 메탈 슬러그 상에 제 1 발광 칩이 전기적으로 접속되고, 제 2 메탈 슬러그 상에 제 2 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 3 메탈 슬러그 상에 제 3 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 4 메탈 슬러그 상에 제 4 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 상기 제 1 발광 칩 내지 제 4 발광 칩이 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에 직렬 접속된다. 여기서, 상기 메탈 슬러그는 상부와 하부가 동일한 폭의 통 형상 또는 상부의 폭이 하부의 폭보다 넓은 테이퍼진 형상이다. 그리고, 상기의 절연부재는 열 전도성 수지를 포함하는 절연성 물질이다.
상기에서 발광 칩 상에 형성된 포팅된 형광체 및 상기 발광 칩 및 상기 메탈 슬러그를 봉지하는 봉지부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 바명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 메탈 슬러그부의 제조 사시도이고, 도 1b는 발광 다이오드 패키지의 사시 개념도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 다수의 분리 공간을 갖는 절연부재(200)와, 절연부재(200)에 장착된 다수의 메탈 슬러그(121,122,123,124)와, 상기 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)가 삽입 장착된 슬러그 하우징(110)과, 상기 슬러그 하우징(110)의 상단으로 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)를 결합하는 리드 프레임(400)을 포함한다.
도면에서는 부채꼴 형상의 4개의 분리 공간에 각기 제 1 내지 제 4 메탈 슬러그가 하향 삽입 장착되어 있다. 이러한 메탈 슬러그의 개수는 한정되지 않고 다양하게 변화될 수 있다.
상기의 절연부재(200)는 도 1a에 도시된 바와 같이 중심이 관통되어 있는 링부(210)와, 상기 링부(210)의 중심부을 4개의 분리 공간으로 분할하기 위한 십자가 형상의 배리어부(220)를 포함한다. 이때 배리어부(220)는 링부(210) 상부로 돌출된 제 1 배리어부(220a)와, 링부(210)의 하부로 돌출된 제 2 배리어부(220b)를 포함한다. 이때, 제 1 배리어부(220a)는 링부(210)의 내주연 안에 배치되어있어, 제 1 배리어부(220a)와 링부(210)에 의해 소정의 단차가 형성된다. 상기의 절연부재(200)로는 열 전도성 수지를 포함하는 절연성 물질을 사용한다.
또한, 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)의 형상은 도 1에 도시된 바와 같이 분리 공간과 동일한 형상으로 형성되어 분리 공간에 장착된다. 즉, 메탈 슬러그 (121, 122, 123, 124)는 소정의 단차를 갖는 부채꼴 형상으로 형성한다. 구체적으로 하부에 소정 두께의 제 1 부채꼴부와, 제 1 부채꼴부보다 지름이 작은 소정 두께의 제 2 부채꼴부로 이루어진다. 여기서, 여기서, 제 2 부채꼴부의 호 영역에는 지지수단과 결합될 소정의 단턱진 홈부가 형성되어 있다. 본 실시예에서의 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)의 형상은 부채꼴 형상으로 형성된다. 물론 상기의 배리어부의 형상과, 배리어부를 통해 형성된 분리 공간의 형상은 상술한 부채꼴 형상에 한정되지 않고, 여러 형상으로 변형이 가능하고, 이에 따라 메탈 슬러그의 형상 또한 다양할 수 있다. 메탈 슬러그는 은도금되어 있는 금 또는 황동으로 형성된다. 상술한 바와 같은 절연부재(200)의 하부에서 상부로 메탈 슬러그들(121, 122, 123, 124)을 삽입 장착한다.
본 발명에서는 PPA, LCP 또는 열전도 수지로된 슬러그 하우징(110)의 하단에 은도금된 구리 혹은 황동으로된 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)를 삽입장착하고, 이와 같이 삽입 장착된 슬러그 하우징(110)의 상단으로 은도금된 청동동강판의 리드 프레임(400)이 결합된다. 이때, 리드 프레임(400)은 몸체 내부에 장착시 불필요한 부분은 절단할 수 있도록 구성된다.
상기의 리드 프레임(400)은 다수의 지지 수단(301, 302, 304, 304)을 포함한다. 상기의 지지수단(301, 302, 303, 304)은 일단이 상기 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)의 단턱진 홈부에 인입되도록 아크 형상 또는 호 형상으로 형성되고, 타단이 리드프레임(400)과 결합고정되도록 형성된다. 상기의 지지수단(301, 302, 303, 304)으로는 열전도성의 우수한 물질을 사용하되, 전기 전도성의 물질 또는 절 연성의 물질을 이용할 수 있다. 또한, 공정의 편의를 위해 내부 전극과 동일한 물질을 사용하는 것이 효과적이다.
하기에서는 먼저, 슬러그 하우징 내에 메탈 슬러그가 직접 삽입 장착되는 실시예에 관해 설명한 다음, 절연부재에 메탈 슬러그부가 삽입 장착된 실시예에 관해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도이고, 도 3은 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 다수(도면에서는 2개)의 관통공이 형성된 슬러그 하우징(110)과, 슬러그 하우징(110)의 관통공 내에 각기 장착된 다수개의 메탈 슬러그(121, 122)와, 메탈 슬러그(121, 122) 상에 각기 실장된 발광 칩(131, 132)과, 슬러그 하우징(110)에 형성된 다수의 전극(141, 142, 161, 162)을 포함한다. 또한, 개개의 발광 칩(131, 132) 상에 얇게 코팅된 형광체(151, 152)와, 내부전극(141, 142), 메탈 슬러그(121, 122) 및 발광 칩(131, 132) 간을 연결하기 위한 다수의 와이어(171, 172, 173)와, 발광 칩(131, 132) 및 메탈 슬러그(121, 122)를 봉지하는 봉지부(180)를 포함한다. 여기서 봉지부는 돔 형상의 부재를 사용하여 봉지할 수 있고, 별도의 몰딩 부재를 사용하여 봉지할 수도 있다.
본 실시예에서는 슬러그 하우징(110) 중심에 반원 형상의 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)가 분리되어 형성된다.
상기의 슬러그 하우징(110)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원 형상으로 그 둘레가 돌출된 형상을 사용한다. 상기 슬러그 하우징(110)으로는 PPA(Poly Phthal Amide) 수지 등을 포함하는 절연성 수지를 사용한다. 또한, 슬러그 하우징(110) 내에는 반원 형상의 2개의 관통공이 형성되어 있고, 각각의 관통공에는 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)가 장착된다. 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)의 일부는 관통공 상부로 돌출되고, 관통공의 개구부 폭보다 넓게 형성되어 관통공으로의 장착이 용이하게 이루어질 수 있을 뿐아니라 메탈 슬러그(121, 122)와 슬러그 하우징(110) 사이의 공간을 통해 불순물이 침투하는 현상을 방지할 수 있다.
상기에서 메탈 슬러그(121, 122)와 슬러그 하우징(110)의 관통공은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 상부와 하부가 동일한 통 형상으로 형성하여 슬러그 하우징(110)의 관통공 내에 장착될 수도 있고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상부의 폭이 하부의 폭보다 넓은 테이퍼진 형상으로 형성하여 장착될 수도 있다.
제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)는 각기 연장된 축이 원형 몸체의 외부로 노출되어 있다. 이때, 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122) 간의 간격은 두 메탈 슬러그(121, 122)를 전기적으로 분리시킬 수 있을 정도의 간격이 바람직하다. 즉, 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122) 간의 간격이 0.1 내지 20㎜인 것이 효과적이다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122) 간의 간격 내에 절연성 물질부재(미도시)를 둘 수도 있다. 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)는 개별적으로 스터드(Stud) 용접 또는 스팟(Spot) 용접 등으로 접합시켜 삽입 결합시킬 수 있다.
상기의 제 1 메탈 슬러그(121) 상에는 제 1 발광 칩(131)이 실장되고, 제 2 메탈 슬러그(122) 상에는 제 2 발광 칩(132)이 실장된다. 이때, 제 1 메탈 슬러그(121)에는 제 1 발광 칩(131)의 N형 전극 단자가 전기적으로 접속되고, 제 2 메탈 슬러그(122)에는 제 2 발광 칩(132)의 N형 전극 단자가 전기적으로 접속된다. 즉, 수직형의 제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)과, 도전성 특성을 갖는 페이스트를 이용한 실장공정을 통해 제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)의 N형 전극 각각을 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)에 전기적으로 연결한다. 이때, 상기 메탈 슬러그 상에 접속된 발광 칩의 전극 단자는 상기의 N형 전극 단자에 한정되지 않고, P형 전극 단자가 접속 실장될 수도 있다. 물론 P형 전극 단자의 실장으로 통해 발광 칩을 직렬 연결하기 위한 와이어 배선 또한 바뀔 수 있다.
제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132) 상부에는 형광체(151, 152)가 얇게 코팅되어 있다. 상기 형광체(151, 152)로는 가넷구조나 실리케이트구조의 형광체를 사용하며, 제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)이 발산하는 빛의 파장을 변환시켜 원하는 색상의 빛을 방출할 수 있는 것이라면 다양한 종류의 형광체가 가능하다. 예를 들어 청색을 발광 하는 발광 칩 상에 YAG:Ce 형광체를 포팅하여 백색을 구현한다.
상기의 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122) 둘레에는 제 1 및 제 2 내부 전극 단자(141, 142)가 형성되어 있고, 제 1 및 제 2 내부 전극 단자(141, 142)의 일부가 슬러그 하우징(110)의 외부로 노출되어 있다. 외부로 노출된 제 1 및 제 2 내부 전극 단자(141, 142)와 접속연장된 제 1 및 제 2 외부 전극 단자(161, 162)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 내부 전극 단자(141, 142)는 각기 3개의 내부 전극 단자(141a, 141b, 141c, 142a, 142b, 142c)를 포함되고, 제 1 및 제 3 외부 전 극 단자(161, 162) 또한 각기 3개의 외부 전극 단자(161a, 161b, 161c, 162a, 162b, 162c)를 포함한다.
제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)은 와이어(171, 172, 173)를 통해 제 1 및 제 2 내부 전극 단자(141, 142) 사이에서 직렬 접속된다. 즉, 제 1 와이어(171)를 통해 제 1 내부 전극 단자(141a)와 제 1 발광 칩(131)의 P형 전극 단자가 접속된다. 제 2 와이어(172)를 제 1 메탈 슬러그(121)와 제 2 발광 칩(132)의 P형 전극 단자가 접속된다. 제 3 와이어(173)를 통해 제 2 메탈 슬러그(122)와 제 2 내부 전극 단자(142)가 접속된다.
이를 통해 제 1 내부 전극 단자(141)에 양전압이 인가되고, 제 2 내부 전극 단자(142)에 음전압이 인가될 경우에 양전압은 제 1 와이어(171)와, 제 1 발광 칩(131)의 P형 전극 단자와, 제 1 메탈 슬러그(121)와, 제 2 와이어(172)와, 제 2 발광 칩(132)의 P형 전극 단자와, 제 2 메탈 슬러그(122)와, 제 3 와이어(173)를 통해 제 2 내부 전극 단자(142)로 흘러들어 하고, 이를 통해 제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)이 발광하게 된다. 이때, 제 1 및 제 2 메탈 슬러그(121, 122)를 통해 제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)이 발하는 열은 외부로 방출되어 제 1 및 제 2 발광 칩(131, 132)의 열적 스트레스를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 슬러그 하우징 내부에 각기 분리된 2개의 메탈 슬러그를 삽입 장착하고, 그 상부에 각기 발광 칩을 실장하고, 이들을 와이어를 이용하여 직렬 연결하여, 발광 다이오드의 휘도를 향상시킬 수 있으며, 발광 칩이 발광 하면서 함께 발산하는 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 즉, 발광 칩이 3.4V의 전 압과 350mA의 전류에 동작이 가능할 경우, 단일 발광 칩 만으로는 그 전력이 1.2W이지만, 이들이 직렬 접속될 경우(6.8V, 350mA)는 약 2.5W가 된다.
본 발명은 발광 칩과 각기 병렬 접속된 정전압용 제너 다이오드를 포함하여 부하 변동 등에 의해 전류가 변하더라도 발광 다이오드 내이 발광 칩에 일정한 전압을 유지할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 대하여는 도면을 참조하여 설명한다. 하기 실시예에서는 앞서 설명한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 제 1 메탈 슬러그(121) 상에 제 1 발광 칩(131)과 그에 역방향으로 병렬 접속된 제 1 제너 다이오드(191)가 실장되고, 제 2 메탈 슬러그(122) 상에 제 2 발광 칩(132)과 그에 역방향으로 병렬 접속된 제 2 제너 다이오드(192)가 실장된다. 역방향 병렬 접속된 제 1 발광 칩 및 제너 다이오드(131, 191)와 제 2 발광 칩 및 제너 다이오드(132, 192)는 직렬 접속된다.
이로써, 제 1 발광 칩(131)과 제 1 제너 다이오드(191)는 제 1 내부 전극(141)과 제 1 메탈 슬러그(121) 사이에서 역방향 병렬 접속된다. 제 2 발광 칩(132)과 제 2 제너 다이오드(192)는 제 1 메탈 슬러그(121)와 제 2 메탈 슬러그(122) 사이에서 역방향 병렬 접속된다. 이때, 역방향 병렬 접속은 두 소자의 전류 방향이 다름을 지칭한다. 즉, 제 1 발광 칩(131)은 제 1 내부 전극 단자(141)에서 제 1 메탈 슬러그(121)로 전류가 흐르지만, 정상 동작에서 제 1 제너 다이오드(191)는 이와 반대로 제 1 메탈 슬러그(121)에서 제 1 내부 전극 단자(141)로 전류가 흐른다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 제너 다이오드(191)는 P형 전극 단자가 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속되도록 실장되고, 제 2 제너 다이오드(192) 또한 P형 전극 단자가 제 2 메탈 슬러그(122)에 접속되록 실장된다. 또한, 제 1 제너 다이오드(191)의 N형 전극 단자는 제 4 와이어(174)를 통해 제 1 내부 전극(141a)과 접속되고, 제 2 제너 다이오드(192)의 N형 전극 단자는 제 5 와이어(175)를 통해 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속된다. 이를 통해 외부의 전압이 소정 레벨 변화하더라도 발광 칩에 인가되는 전압을 일정하게 유지할 수 있고, 과도한 전압 상승이 발생하였을때, 발광 칩을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 제 1 및 제 2 메탈 슬러그 상에 다수의 발광 칩을 순방향으로 병렬 접속시키고, 이들을 제 1 및 제 2 내부 전극 단자 사이에서 직렬 접속시킬 수 있다. 이와 같은 본 발명의 제 3 실시예에 대하여는 도면을 참조하여 설명한다. 하기 실시예에서는 앞서 설명한 제 1 및 제 2 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 제 1 메탈 슬러그(121) 상에 제 1 및 제 3 발광 칩(131, 133)이 순방향 병렬 접속되도록 실장되 고, 제 2 메탈 슬러그(122) 상에 제 2 및 제 4 발광 칩(132, 134)이 순방향 병렬 접속되도록 실장되고, 각기 순방향 병렬 접속된 제 1 및 제 3 발광 칩(131, 133)과, 제 2 및 제 4 발광 칩(132, 134)은 직렬 접속된다.
즉, 제 1 및 제 3 발광 칩(131, 133)은 각각의 P형 전극이 서로 접속되고, N형 전극이 서로 접속된다. 또한, 제 2 및 제 4 발광 칩(132, 134)은 각각의 P형 전극이 서로 접속되고, N형 전극이 접속된다. 이와 같이 각기 접속된 제 1 및 제 3 발광 칩(131, 133)의 P형 전극은 제 1 내부 전극(141)과 접속되고, N형 전극은 각기 접속되어 있는 제 2 및 제 4 발광 칩(132, 134)의 P형 전극에 접속되고, 각기 접속된 제 2 및 제 4 발광 칩(132, 134)의 N형 전극은 제 2 내부 전극(142)과 접속된다.
이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 발광 칩(131)의 P형 전극 단자는 제 1 와이어(171)를 통해 제 1 내부 전극 단자(141)와 접속되며, 이의 N형 전극 단자는 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속되고, 제 3 발광 칩(133)의 P형 전극 단자도 제 6 와이어(176)를 통해 제 1 내부 전극 단자(141)에 접속되며, 이의 N형 전극 단자 도 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속된다. 물론, 제 1 및 제 3 발광 칩(131, 133)의 P형 전극 단자가 별도의 와이어를 통해 접속될 수도 있다. 또한, 제 2 발광 칩(132)의 P형 전극 단자는 제 2 와이어(172)를 통해 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속되며, 이의 N형 전극 단자는 제 2 메탈 슬러그(122)에 접속되고, 제 4 발광 칩(134)의 P형 전극 단자는 제 7 와이어(177)를 통해 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속되며, 이의 N형 전극 단자는 제 2 메탈 슬러그(122)에 접속된다.
상술한 바와 같이 일 메탈 슬러그 상에 두개의 발광 칩을 병렬 접속시키고, 이들간을 직렬 연결하여 단일 발광 칩을 사용하였을 때보다 소비 전력을 증가시켜 광의 휘도를 향상시킬 수 있다. 즉, 단일의 발광 칩일 때는 그 전력이 약 1.2와트이지만, 본 실시예와 같이 두개 발광 칩이 병렬 접속되고, 이러한 병렬 접속된 발광 칩이 직렬 접속될 경우(6.8V, 700mA)에서는 약 5와트의 소비 전력을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 절연부재를 통해 메탈 슬러그를 분할하고 이들 각각을 전기적으로 절연하고, 절연된 메탈 슬러그 각각에 발광 칩을 실장하고 이들 간을 와이어를 이용하여 직렬 연결할 수도 있다. 이와 같은 본 발명의 제 4 실시예에 대하여는 도면을 참조하여 설명한다. 하기 실시예에서는 앞서 설명한 제 1 내지 제 3 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도이다. 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 관통공을 갖는 슬러그 하우징(110)과, 슬러그 하우징(110)의 관통공 내에 삽입 장착되어 다수의 분리공간을 형성하는 절연부재(200)와, 상기 분리 공간에 각기 장착된 다수의 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)와, 상기 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124) 상에 각기 실장된 다수의 발광 칩(131, 132, 133, 134)과, 상기 슬러그 하우징(110) 상에 형성되어 상기 발광 칩(131, 132, 133, 134)과 접속된 다수의 내부 전극(141, 142)을 포함한다. 또한, 개개의 발광 칩(131, 132, 133, 134) 상에는 얇게 코팅된 형광체 (150)와 내부전극(141, 142), 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124) 및 발광 칩(131, 132, 133, 134) 간을 연결하기 위한 다수의 와이어(171, 172, 173, 174)와, 발광 칩(131, 132, 133, 134)과 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)를 봉지하는 봉지부(180)를 포함한다.
본 실시예에서는 절연부재(200)에 의해 4개의 분리 공간이 형성되고, 이들 각각에 제 1 내지 제 4 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)가 장착되고, 제 1 내지 제 4 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124) 상에는 제 1 내지 제 4 발광 칩(131, 132, 133, 134)이 각기 실장된다. 여기서, 일측의 제 1 및 제 2 내부 전극(141a, 142a) 사이에 제 1 및 제 3 발광 칩(131, 133)이 직렬 접속되고, 타측의 제 1 및 제 2 내부 전극(141c, 142c) 사이에 제 2 및 제 4 발광 칩(132, 134)이 직렬 접속된다.
즉, 일측의 제 1 내부 전극(141a)은 제 1 와이어(171)를 통해 제 1 발광 칩(131)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 1 발광 칩(131)의 N형 전극 단자는 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속된다. 제 1 메탈 슬러그(121)는 제 2 와이어(172)를 통해 제 3 발광 칩(133)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 3 발광 칩(133)의 N형 전극 단자는 제 3 메탈 슬러그(123)에 접속된다. 제 3 메탈 슬러그(123)는 제 3 와이어(173)를 통해 일 측의 제 2 내부 전극(142a)에 접속된다.
또한, 타측의 제 1 내부 전극(141c)은 제 4 와이어(174)를 통해 제 2 발광 칩(132)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 2 발광 칩(132)의 N형 전극 단자는 제 2 메탈 슬러그(122)에 접속된다. 제 2 메탈 슬러그(122)는 제 5 와이어(175)를 통해 제 4 발광 칩(134)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 4 발광 칩(134)의 N형 전극 단 자는 제 4 메탈 슬러그(124)에 접속된다. 제 4 메탈 슬러그(124)는 제 6 와이어(176)를 통해 타측의 제 2 내부 전극 단자(142c)에 접속된다.
또한, 도 8에서는 부채꼴 형상의 제 1 내지 제 4 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)의 중앙에 발광 칩(131, 132, 133, 134)이 실장되어 있지만, 이에 한정되지않고 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124) 상의 어느 영역에도 실장이 가능하다. 이때, 도 8에서와 같이 제 1 내지 제 4 발광 칩(131, 132, 133, 134)이 중앙으로 집중되도록 실장하여 발광 다이오드의 광 집중력을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 4개의 메탈 슬러그 상에 각기 실장된 4개의 발광 칩을 제 1 및 제 2 내부 전극 사이에 직렬 접속시켜 휘도를 향상시킬 수 있다. 이와 같은 본 발명의 제 5 실시예에 대하여는 도면을 참조하여 설명한다. 하기 실시예에서는 앞서 설명한 제 1 내지 제 4 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드의 등가 회로도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예의 발광 다이오드는 제 1 내지 제 4 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124)가 절연부재(200)에 의해 각기 분리되어 슬러그 하우징 (110)내부에 삽입 장착되고, 각각의 메탈 슬러그(121, 122, 123, 124) 상에는 제 1 내지 제 4 발광 칩(131, 132, 133, 134)이 실장된다. 또한, 각각의 발광 칩(131, 132, 133, 134)은 제 1 및 제 2 내부 전극(141, 142) 사이에서 직렬 접속된다. 또한, 본 실시예에서는 슬러그 하우징(110)의 돌출부의 일부가 제거되고 돌출부의 일부가 제거된 영역으로 제 1 및 제 2 내부 전극(141, 142)이 노출되어 있 어, 개개의 내부 전극 간의 단락을 방지할 수 있고, 내부 전극(141, 142)과 와이어(171, 172, 173, 174, 175) 간의 단락을 방지할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 제 1 내부 전극(141a)은 제 1 와이어(171)를 통해 제 1 발광 칩(131)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 1 발광 칩(131)의 N형 전극은 제 1 메탈 슬러그(121)에 접속된다. 제 1 메탈 슬러그(121)는 제 2 와이어(172)를 통해 제 3 발광 칩(133)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 3 발광 칩(133)의 N형 전극 단자는 제 3 메탈 슬러그(123)에 접속된다. 제 3 메탈 슬러그(123)는 제 3 와이어(173)를 통해 제 4 발광 칩(134)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 4 발광 칩(134)의 N형 전극 단자는 제 4 메탈 슬러그(124)에 접속된다. 제 4 메탈 슬러그(124)는 제 4 와이어(174)를 통해 제 2 발광 칩(132)의 P형 전극 단자에 접속되고, 제 2 발광 칩(132)의 N형 전극 단자는 제 2 메탈 슬러그(122)에 접속된다. 제 2 메탈 슬러그(122)는 제 5 와이어(175)를 통해 제 2 내부 전극(142c)에 접속된다.
이와 같이 4개의 발광 칩을 전극 단자 사이에서 직렬 접속시키고, 또한 이들 각각을 분리된 메탈 슬러그 상에 각기 실장 시켜 휘도를 높일 수 있고, 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있을 뿐 아니라, 다이오드 내부의 와이어를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 메탈 슬러그를 다수개로 분할하고, 이들 각각의 상부에 수직형 발광 칩을 실장한 후, 이들을 직병렬 연결할 수 있을 뿐아니라 외부 로의 열방출이 용이하여 발광 다이오드의 열적 스트레스를 줄일 수 있다.

Claims (10)

  1. 복수의 관통공이 형성된 슬러그 하우징;
    상기 슬러그 하우징의 관통공 내에 각기 삽입 장착된 복수개의 메탈 슬러그;
    상기 메탈 슬러그 상에 실장된 복수의 발광 칩;
    상기 발광 칩과 접속되고, 상기 슬러그 하우징 상에 형성된 복수의 전극 단자; 및
    상기 메탈 슬러그, 발광 칩 및 전극 단자 사이를 연결시키는 배선;을 포함하는 발광 다이오드.
  2. 관통공을 갖는 슬러그 하우징;
    상기 슬러그 하우징의 관통공 내에 삽입 장착되어 복수의 분리 공간을 형성하는 절연부재;
    상기 분리 공간에 각기 삽입 장착된 복수의 메탈 슬러그;
    상기 메탈 슬러그 상에 실장된 복수의 발광 칩;
    상기 발광 칩과 접속되고, 상기 슬러그 하우징 상에 형성된 복수의 전극 단자; 및
    상기 메탈 슬러그, 발광 칩 및 전극 단자 사이를 연결시키는 배선;을 포함하는 발광 다이오드.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제 1 메탈 슬러그 상에 제 1 발광 칩이 전기적으로 실장되고, 제 2 메탈 슬러그 상에 제 2 발광 칩이 전기적으로 실장되며, 상기 제 1 및 제 2 발광 칩이 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에서 직렬 접속된 발광 다이오드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 발광 칩과 역방향 병렬 접속된 제 1 제너 다이오드와, 상기 제 2 발광 칩과 역방향 병렬 접속된 제 2 제너 다이오드를 포함하는 발광 다이오드.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 메탈 슬러그 상에 전기적으로 실장되어 상기 제 1 발광 칩과 순방향 병렬 접속된 제 3 발광 칩과, 상기 제 2 메탈 슬러그 상에 전기적으로 실장되어 상기 제 2 발광 칩과 순방향 병렬 접속된 제 4 발광 칩을 포함하는 발광 다이오드.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제 1 메탈 슬러그 상에 제 1 발광 칩이 전기적으로 접속되고, 제 2 메탈 슬러그 상에 제 2 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 3 메탈 슬러그 상에 제 3 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 4 메탈 슬러그 상에 제 4 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 상기 제 1 발광 칩 및 제 3 발광 칩이 일측의 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에 직렬 접속되고, 상기 제 2 발광 칩 및 제 4 발광 칩이 타측의 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에 직렬 접속된 발광 다이오드.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제 1 메탈 슬러그 상에 제 1 발광 칩이 전기적으로 접속되고, 제 2 메탈 슬러그 상에 제 2 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 3 메탈 슬러그 상에 제 3 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 제 4 메탈 슬러그 상에 제 4 발광 칩이 전기적으로 접속되며, 상기 제 1 발광 칩 내지 제 4 발광 칩이 제 1 및 제 2 전극 단자 사이에 직렬 접속된 발광 다이오드.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 메탈 슬러그는 상부와 하부가 동일한 폭의 통 형상 또는 상부의 폭이 하부의 폭보다 넓은 테이퍼진 형상인 발광 다이오드.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기의 절연부재는 열 전도성 수지를 포함하는 절연성 물질인 발광 다이오드.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 에 있어서,
    상기 발광 칩 상에 형성된 포팅된 형광체; 및
    상기 발광 칩 및 상기 메탈 슬러그를 봉지하는 봉지부를 포함하는 발광 다이오드.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109860165A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 广东晶科电子股份有限公司 一种led器件及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040098191A (ko) * 2003-05-14 2004-11-20 (주)나노팩 발광다이오드와 그 패키지 구조체 및 제조방법
KR20050083485A (ko) * 2004-02-23 2005-08-26 (주)나노팩 발광소자와 그 패키지 구조체 및 제조방법
KR20050119745A (ko) * 2004-06-17 2005-12-22 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 발광 다이오드 어셈블리
KR20060002328A (ko) * 2004-07-01 2006-01-09 서울반도체 주식회사 방열효율이 향상된 고출력 발광다이오드 패키지
KR20060002327A (ko) * 2004-07-01 2006-01-09 서울반도체 주식회사 방열효율이 향상된 다색 고출력 발광다이오드 패키지
KR20060002326A (ko) * 2004-07-01 2006-01-09 서울반도체 주식회사 방열효율이 향상된 단색 고출력 발광다이오드 패키지

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040098191A (ko) * 2003-05-14 2004-11-20 (주)나노팩 발광다이오드와 그 패키지 구조체 및 제조방법
KR20050083485A (ko) * 2004-02-23 2005-08-26 (주)나노팩 발광소자와 그 패키지 구조체 및 제조방법
KR20050119745A (ko) * 2004-06-17 2005-12-22 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 발광 다이오드 어셈블리
KR20060002328A (ko) * 2004-07-01 2006-01-09 서울반도체 주식회사 방열효율이 향상된 고출력 발광다이오드 패키지
KR20060002327A (ko) * 2004-07-01 2006-01-09 서울반도체 주식회사 방열효율이 향상된 다색 고출력 발광다이오드 패키지
KR20060002326A (ko) * 2004-07-01 2006-01-09 서울반도체 주식회사 방열효율이 향상된 단색 고출력 발광다이오드 패키지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109860165A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 广东晶科电子股份有限公司 一种led器件及其制作方法

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