KR100665180B1 - Light emitting diode package and method of faricatiing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 리드 프레임을 갖는 패키지기판과, 상기 리드프레임에 전기적으로 접속되도록 상기 패키지기판 상에 실장된 발광다이오드와, 상기 발광다이오드를 밀봉하도록 투명수지로 형성되며, 적어도 상기 투명수지의 밀도와 굴절률보다 높은 밀도와 굴절률을 갖는 투명재료의 입자 분포에 의해 하부영역에서 상부영역의 평균굴절률이 점차 낮아지는 굴절률 구배를 갖는 몰딩부를 포함하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.The present invention relates to a light emitting diode package and a manufacturing method thereof, comprising a package substrate having a lead frame, a light emitting diode mounted on the package substrate to be electrically connected to the lead frame, and a transparent resin to seal the light emitting diode. A light emitting diode package is formed, the light emitting diode package including a molding part having a refractive index gradient of which the average refractive index of the upper region is gradually lowered by the particle distribution of the transparent material having a density and refractive index higher than the density and refractive index of the transparent resin. do.
발광다이오드(light emitting diode), 형광체(phosphor), 광추출효율(light extraction efficiency), 굴절률(refractive index) Light emitting diodes, phosphors, light extraction efficiency, refractive index
Description
도1은 종래의 발광다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting diode package.
도2a 내지 도2c는 본 발명의 일실시형태에 따른 발광다이오드 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 각 공정단면도이다.2A to 2C are cross-sectional views of respective processes for explaining a manufacturing process of a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도3는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 파장변환형 발광다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a wavelength conversion type light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
도4a 및 도4b는 도3에 도시된 발광다이오드 패키지 몰딩부의 입자분포 및 굴절률분포를 나타내는 그래프이다.4A and 4B are graphs showing particle distribution and refractive index distribution of the LED package molding part shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
11,21: 하부 패키지기판 12,22: 상부 패키지기판11,21: lower package substrate 12,22: upper package substrate
13a,13b,23a,23b: 리드프레임 15,25: 발광다이오드 칩13a, 13b, 23a, 23b:
18,28: 투명수지 몰딩부 P: 형광체분말18,28: transparent resin molding P: phosphor powder
D1,D2,D3: 고굴절률 투명재료입자D1, D2, D3: high refractive index transparent material particles
본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수지몰딩부의 굴절률분포를 개선하여 광추출효율을 개선한 새로운 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode package, and more particularly, to a new light emitting diode package having improved light extraction efficiency by improving the refractive index distribution of the resin molding part and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 발광다이오드는 우수한 단색성 피크파장을 가지며 광효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점을 가지므로, 다양한 디스플레이 장치 및 광원으로서 널리 사용되고 있다. 통상의 발광다이오드 패키지는 발광다이오드를 투명한 수지몰딩부로 보호하는 형태를 갖는 구조를 갖는다. 특히, 백색 발광다이오드 패키지의 수지몰딩부는 광의 파장을 변환하여 백색광을 얻기 위해 형광체분말이 분산된 형태로 사용된다. In general, the light emitting diodes have excellent monochromatic peak wavelength, excellent light efficiency, and miniaturization, and thus are widely used as various display devices and light sources. A typical light emitting diode package has a structure in which a light emitting diode is protected by a transparent resin molding. In particular, the resin molding part of the white light emitting diode package is used in a form in which phosphor powder is dispersed to obtain white light by converting the wavelength of light.
하지만, 발광다이오드 패키지에서 사용되는 수지몰딩부는 광추출효율을 저하시키는 단점이 있다. 예를 들어, 질화물 반도체 발광소자는 약 2.4의 굴절률을 갖는데 반해, 에폭시와 같은 수지몰딩부 재료는 1.5의 낮은 굴절률을 가지므로, 그 계면에서 전반사 임계각이 매우 낮다. 따라서, 광추출효율이 저하되는 문제가 있다.However, the resin molding part used in the light emitting diode package has a disadvantage of lowering the light extraction efficiency. For example, a nitride semiconductor light emitting device has a refractive index of about 2.4, whereas a resin molding material such as epoxy has a low refractive index of 1.5, so that the total reflection critical angle at the interface is very low. Therefore, there is a problem that the light extraction efficiency is lowered.
이러한 문제점을 개선하기 위해서, 일본특허공개공보 2001-203392호(공개일: 2001.7.27, 출원인: MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD)에서는, 도1에 도시된 바와 같이 수지몰딩부의 구성을 다른 굴절률을 갖는 복수의 재료를 이용하여 광학적 경사기능막을 구성함으로써 전반사 임계각을 낮추는 방안을 제공한다.In order to improve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-203392 (published date: 2001.7.27, Applicant: MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD) discloses a plurality of resin molding parts having different refractive indices as shown in FIG. Using optical materials to form an optical gradient functional film provides a method of lowering the total reflection critical angle.
도1을 참조하면, 상기 발광다이오드 패키지(10)는 2개의 리드프레임(13a,13b)이 형성된 하부 패키지기판(11a)과 상기 캐비티가 마련된 상부 패키지기판(11b)을 포함한다. 상기 캐비티영역 내에는 발광다이오드 칩(15)가 실장된다. 상기 발광다이오드 칩(15)은 발광다이오드(15a)와 칩기판(15b)을 포함한 플립칩구조일 수 있다. 상기 발광다이오드칩(15)의 양전극(미도시)은 각각 상기 리드프레임(13a,13b)의 상단에 와이어로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 1, the light
상기 상부 패키지기판(11b)에 마련된 캐비티 내부에는 상기 LED 칩(15) 주위를 둘러싸는 몰딩부(18)가 형성된다. 상기 몰딩부(18)는 LED칩(15)을 감싸는 고굴절률 재료인 DLC층(18a)과, 그 위에 형성된 중간굴절률인 에폭시수지층(18b)과, 그 위에 형성된저굴절률인 불화마그네슘층(18c)으로 이루어진다. 상기 수지몰딩부(18)는 LED(15)방향에서 외부로 갈수록 점차 굴절률이 낮아지므로, 광추출시에 전반사임계각을 단계별로 높힐 수 있다. The
하지만, 상기한 종래 기술은 굴절률을 다른 물질의 재료를 이용하여 낮추는 방안을 채택하므로, 각 층에 대해 별도의 형성공정(즉 디스펜싱 및 경화공정)을 실시해야 한다. 도1에 도시된 형태의 경우에, 3차례의 반복적인 몰딩부 형성공정이 요구되며, 다른 굴절률을 갖는 복수의 재료를 선택해야 하는 어려움도 있다.However, the above-described prior art adopts a method of lowering the refractive index by using materials of different materials, and therefore, a separate forming process (ie, a dispensing and curing process) must be performed for each layer. In the case of the type shown in Fig. 1, three iterative molding part forming processes are required, and there is a difficulty in selecting a plurality of materials having different refractive indices.
따라서, 당 기술분야에서는 광추출효율을 개선하기 위해 전반사임계각을 보다 효과적으로 개선할 수 있는 새로운 수지 몰딩부를 갖는 발광다이오드 패키지와 그 제조방법이 요구되어 왔다.Therefore, there is a need in the art for a light emitting diode package and a method of manufacturing the same having a new resin molding to more effectively improve the total reflection critical angle in order to improve light extraction efficiency.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 투명수지재료보다 굴절률와 밀도가 큰 투명재료 입자의 불균형한 침전에 따라 형성되는 점진적인 굴절률 경사분포를 실현한 새로운 발광다이오드 패키지를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above technical problem, and an object thereof is to provide a new light emitting diode package which realizes a gradual refractive index gradient distribution formed by unbalanced precipitation of transparent material particles having a higher refractive index and density than transparent resin materials. .
본 발명의 다른 목적은, 투명수지재료보다 굴절률과 밀도가 큰 다른 투명재료 입자의 불균형한 침전에 따라 점진적인 굴절률 경사분포를 형성하는 새로운 발광다이오드 패키지 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a novel light emitting diode package manufacturing method for forming a gradual refractive index gradient distribution according to an unbalanced precipitation of other transparent material particles having a higher refractive index and density than the transparent resin material.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은In order to solve the above technical problem, the present invention
리드 프레임을 갖는 패키지기판과, 상기 리드프레임에 전기적으로 접속되도록 상기 패키지기판 상에 실장된 발광다이오드와, 상기 발광다이오드를 밀봉하도록 투명수지로 형성되며, 적어도 상기 투명수지의 밀도와 굴절률보다 높은 밀도와 굴절률을 갖는 투명재료의 입자분포에 의해 하부영역에서 상부영역의 평균굴절률이 점차 낮아지는 굴절률 구배를 갖는 몰딩부를 포함하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.A package substrate having a lead frame, a light emitting diode mounted on the package substrate to be electrically connected to the lead frame, and a transparent resin to seal the light emitting diode, the density being at least higher than the density and refractive index of the transparent resin. The present invention provides a light emitting diode package including a molding part having a refractive index gradient such that an average refractive index of an upper region is gradually lowered in a lower region by particle distribution of a transparent material having a refractive index.
바람직하게, 상기 투명재료 입자는 다른 입도를 갖는 2종의 동일 물질 입자군으로 이루어지며, 상기 수지몰딩부는 큰 입도를 갖는 입자군이 작은 입도를 갖는 입자군보다 상기 몰딩부의 하부에 지배적으로 분포한 형태를 갖는다.Preferably, the transparent material particles are composed of two kinds of particles of the same material having different particle sizes, and the resin molding part has a particle size having a larger particle size than the particle group having a smaller particle size. Take form.
본 발명의 특정 실시형태에서, 상기 몰딩부는 형광체 분말을 더 포함할 수 있으며, 이 경우에 상기 투명재료는 상기 형광체의 밀도보다 큰 밀도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In a particular embodiment of the invention, the molding part may further comprise phosphor powder, in which case it is preferred that the transparent material is one having a density greater than that of the phosphor.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 투명재료 입자는 1.8∼10의 굴절률을 갖는다. 상기 투명재료 입자는 GaP, Si, TiO2, SrTiO3, SiC, 큐빅 또는 비정질 카본, 카본나노튜브, ZnO, AlGaInP, AlGaAs, SiN, SiON, ITO, SiGe, AlN 및 GaN로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.The transparent material particles preferably used in the present invention have a refractive index of 1.8 to 10. The transparent material particles may be selected from the group consisting of GaP, Si, TiO 2 , SrTiO 3 , SiC, cubic or amorphous carbon, carbon nanotubes, ZnO, AlGaInP, AlGaAs, SiN, SiON, ITO, SiGe, AlN and GaN Can be.
추가적으로, 상기 몰딩부의 표면에서 광추출효율을 보다 개선하도록 그 표면에 요철패턴을 형성할 수 있다.In addition, an uneven pattern may be formed on the surface of the molding part to further improve light extraction efficiency.
본 발명이 유익하게 채용될 수 있는 패키지구조는, 내부측벽이 상부를 향해 경사진 캐비티를 포함하며, 상기 캐비티가 발광다이오드의 실장영역으로 제공되고, 상기 몰딩부의 형성영역을 정의하는 형태이다.A package structure in which the present invention can be advantageously employed includes a cavity in which an inner side wall is inclined upward, the cavity is provided as a mounting area of the light emitting diode, and defines a forming area of the molding part.
본 발명은 새로운 발광다이오드 패키지 제조방법을 제공한다. 상기 방법은 리드 프레임을 갖는 패키지기판를 마련하는 단계와, 상기 리드프레임에 전기적으로 접속되도록 상기 패키지기판 상에 발광다이오드를 실장하는 단계와, 액상인 투명수지에 적어도 상기 투명수지의 밀도와 굴절률보다 높은 밀도와 굴절률을 갖는 투명재료입자를 혼합하는 단계와, 상기 투명재료입자가 혼합된 투명수지로 상기 발광다이오드가 밀봉시키는 단계와, 하부영역에서 상부영역의 평균굴절률이 점차 낮아지는 굴절률 구배를 갖도록 상기 투명재료입자의 침전시간을 경과한 후에, 상기 투명수지를 경화시켜 몰딩부를 형성하는 단계를 포함한다.The present invention provides a novel method of manufacturing a light emitting diode package. The method includes providing a package substrate having a lead frame, mounting a light emitting diode on the package substrate to be electrically connected to the lead frame, and at least a density and refractive index of the transparent resin in a liquid transparent resin. Mixing transparent material particles having a density and a refractive index, sealing the light emitting diode with a transparent resin mixed with the transparent material particles, and having a refractive index gradient such that an average refractive index of the upper region is gradually lowered in the lower region. After the settling time of the transparent material particles, and curing the transparent resin to form a molding.
본 발명의 주요한 특징은 액상인 투명수지에 굴절률과 밀도가 투명수지물질보다 큰 다른 투명재료입자를 추가하여 고의적으로 침전을 유발하고, 그에 의해 형성된 고굴절률인 투명재료입자의 분포로서 광추출방향으로 점진적으로 낮아지는 굴절률 경사분포를 갖는 수지몰딩부를 형성하는데 있다. 따라서, 종래의 기술에 비해 그 형성공정이 1회의 디스펜싱 및 경화로서 실현될 수 있을 뿐만 아니라, 층에 의한 단계적인 굴절률경사분포가 아니라 점진적인 굴절률경사분포를 형성하여 보다 효과적으로 광추출효율을 개선할 수 있다.The main feature of the present invention is the addition of other transparent material particles having a refractive index and density greater than that of the transparent resin material to the liquid transparent resin intentionally causing precipitation, and the distribution of the high refractive index transparent material particles formed thereby in the light extraction direction. It is to form a resin molding portion having a gradually decreasing refractive index gradient distribution. Therefore, not only can the formation process be realized as one time dispensing and hardening, but also the progressive refractive index inclination distribution, rather than the stepwise refractive inclination distribution by the layer, can improve the light extraction efficiency more effectively. Can be.
본 발명은, 이러한 투명재료입자에 의한 굴절률경사분포를 형성하기 위해서, 보다 바람직하게는 다른 입자크기를 갖는 2종의 동일입자군을 혼합하는 방안도 제공한다. 이 경우에, 보다 빠른 시간에 굴절률 경사분포를 실현할 수 있다. 이는 형광체분말을 혼합한 수지몰딩부를 형성할 경우에 매우 유익하다. 즉, 경화전 시간이 지속될 때에 형광체분말이 과다한 침전이 발생될 수 있으며, 이로 인해 형광체분말의 불균일하게 분포하는 문제가 발생될 수 있다. 2종의 동일입자군을 이용하여 이러한 문제를 완화시킬 수 있다.The present invention also provides a method of mixing two kinds of the same particle group more preferably having different particle sizes in order to form a refractive index gradient distribution by such transparent material particles. In this case, the refractive index gradient distribution can be realized at a faster time. This is very advantageous when forming a resin molding portion in which phosphor powder is mixed. That is, excessive precipitation of the phosphor powder may occur when the pre-curing time is continued, which may cause a problem of uneven distribution of the phosphor powder. Two homogeneous populations can be used to alleviate this problem.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2a 내지 도2c는 본 발명의 일실시형태에 따른 발광다이오드 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 각 공정단면도이다.2A to 2C are cross-sectional views of respective processes for explaining a manufacturing process of a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도2a와 같이, 본 발명은 리드 프레임(23a,23b)을 갖는 패키지기판(21) 상에 발광다이오드 칩(25)을 실장하는 단계로 시작된다. 상기 패키지기판(21)은 2개의 리드프레임(23a,23b)이 형성된 하부 패키지기판(21a)과 상기 캐비티가 마련된 상부 패키지기판(21b)으로 구성될 수 있다. 상기 발광다이오드 칩(25)은 발광다이오드(25a)와 칩기판(25b)을 포함한 플립칩구조일 수 있다. 상기 캐비티영역 내에는 발광다이오드 칩(25)가 실장된다. 상기 캐비티영역은 수지몰딩부(도2c의 28)가 형성될 영역을 정의하며, 그 내부측벽은 상부를 향해 경사진 면을 가지므로 반사면으로 활용될 수 있다. 상기 발광다이오드칩(25)의 양전극(미도시)은 각각 상기 리드프레 임(23a,23b)의 상단에 와이어로 연결될 수 있다. As shown in Fig. 2A, the present invention starts with mounting a light
액상인 투명수지에 적어도 상기 투명수지의 밀도와 굴절률보다 높은 밀도와 굴절률을 갖는 투명재료입자(D1,D2,D3)를 혼합하고, 도2b와 같이 상기 액상 혼합수지(28)를 상기 발광다이오드(25)의 실장영역에 장입한다. 상기 액상 혼합수지(28)는 에폭시(n=1.5), 실리콘과 같은 통상의 투명수지액에, 상기 수지액보다는 굴절률과 밀도가 큰 투명재료 입자(D1,D2,D3)를 혼합시켜 마련한다. The transparent transparent resin is mixed with transparent material particles (D1, D2, D3) having a higher density and refractive index than at least the density and refractive index of the transparent resin, and the liquid mixed
상기 고굴절률인 투명재료 입자(D1,D2,D3)는 다른 입도를 갖는 2종의 동일한 물질 입자군으로 마련하며, 본 실시형태에서 3종(D1,D2,D3)으로 마련하였다. 이 침전의 편차를 크게 설정하여 보다 효과적으로 굴절률 경사분포를 얻기 위함이다. 상기 투명재료 입자는 1.8∼10의 굴절률을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 한정되지는 않으나, 상기 투명재료 입자는 GaP(n=3.5), Si(n=3.4), TiO2(n=2.9), SrTiO3(n=2.5), SiC(n=2.7), 큐빅 또는 비정질 카본(n=2.4), 카본나노튜브(n=2.0) ZnO(n=2.0), AlGaInP(n=3.4), AlGaAs(n=2.8~3.2), SiN(n=2.2~2.3), SiON(n=2.2), ITO(n=1.8~1.9), SiGe(n=2.8~3.2), AlN(n=2.2) 및 GaN(n=2.4)로 구성된 그룹으로부터 선택하여 사용할 수 있다. The high refractive index transparent material particles (D1, D2, D3) are provided by two kinds of the same material particle group having different particle sizes, and are provided by three types (D1, D2, D3) in this embodiment. This is to set the deviation of this precipitation large and to obtain the refractive index gradient more effectively. It is preferable to use the transparent material particle | grain which has a refractive index of 1.8-10. The transparent material particles include, but are not limited to, GaP (n = 3.5), Si (n = 3.4), TiO 2 (n = 2.9), SrTiO 3 (n = 2.5), SiC (n = 2.7), cubic or Amorphous carbon (n = 2.4), carbon nanotube (n = 2.0) ZnO (n = 2.0), AlGaInP (n = 3.4), AlGaAs (n = 2.8-3.2), SiN (n = 2.2-2.3), SiON ( n = 2.2), ITO (n = 1.8 to 1.9), SiGe (n = 2.8 to 3.2), AlN (n = 2.2) and GaN (n = 2.4) can be selected and used.
도2b에 도시된 바와 같이, 혼합수지액(28) 투입 초기에는 각 입도크기가 다른 3종의 입자군(D1,D2,D3)이 혼재하여 존재하며, 시간의 경과에 따라, 입도크기에 비례하게 침전이 진행된다. 즉, 가장 큰 입도를 갖는 제1 입자군(D1)이 침전이 빠 른 속도로 진행하고, 가장 작은 입도를 갖는 제3 입자군(D3)은 가장 느리게 침전이 진행된다.As shown in FIG. 2B, three kinds of particle groups D1, D2, and D3 having different particle sizes are mixed in the initial stage of the
그 결과, 도2c와 같이 원하는 굴절률경사분포를 얻기 위한 시간이 경과한 후에, 상기 수지액을 경화시켜 원하는 수지몰딩부(28)를 형성한다. 제1 입자군(D1)의 경우에는 거의 대부분 침전이 되어 하부영역에는 그 투명재료의 높은 굴절률에 가까운 고굴절률영역(A1)을 제공하고, 중간영역은 제2 입자군(D2) 또는 제1 입자군(D1)이 주로 존재하는 중간 굴절률영역(A2)을 제공하며, 상부영역은 제1 입자군(D1) 또는 거의 입자군이 존재하지 않는 저굴절률영역(A3)을 제공한다. 용이한 이해를 위해서 3가지 영역(A1,A2,A3)으로 임의로 구분하여 설명하였으나, 당업자라면 실제로 하부에서 상부로 점차 굴절률이 낮아지는 굴절률경사분포를 갖는다는 사실을 알 수 있을 것이다.As a result, after the time for obtaining the desired refractive index gradient distribution has elapsed as shown in Fig. 2C, the resin liquid is cured to form the desired
이와 같이 굴절률 경사분포를 형성하기 위한 침전시간 및 입도차이 등의 조건은 투명수지액(28)의 점도와 고굴절률 투명재료입자(D1,D2,D3)의 굴절률 및 밀도를 고려하여 적절히 선택할 수 있을 것이다. As such, conditions such as precipitation time and particle size difference for forming the refractive index gradient distribution may be appropriately selected in consideration of the viscosity of the
도2a 내지 도2c에서 설명된 실시형태와 같이, 고굴절률 투명재료입자를 서로 다른 입도를 갖는 2종이상의 군으로 마련하여 제공하는 방안은 보다 효과적으로 굴절률 경사분포를 제공할 수 있다. 특히, 본 실시형태는 형광체분말을 사용하는 파 장변환형 발광다이오드 패키지에 유익하게 적용될 수 있다.2A to 2C, the method of providing and providing the high refractive index transparent material particles in two or more groups having different particle sizes may provide more effective refractive index gradient distribution. In particular, the present embodiment can be advantageously applied to a wavelength conversion type light emitting diode package using phosphor powder.
일반적으로, 형광체분말은 본 발명에서 채용된 고굴절률 투명재료입자와 같이 지나치게 침전되면, 불균일한 형광체분포로 인해 광변환특성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 형광체분말의 침전이 크게 발생되기 전에 고굴절률 투명재료입자가 원하는 굴절률 경사분포를 갖도록 효과적으로 침전되어야 하므로, 2종이상의 다른 입자군을 사용하는 것이 바람직하다. In general, when the phosphor powder is precipitated excessively, such as high refractive index transparent material particles employed in the present invention, there is a problem that the light conversion characteristics are degraded due to non-uniform phosphor distribution. Therefore, it is preferable to use two or more different particle groups because high refractive index transparent material particles must be effectively precipitated to have a desired refractive index gradient distribution before large precipitation of the phosphor powder occurs.
도3은 형광체분말을 포함한 파장변환형 발광다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a wavelength conversion type light emitting diode package including phosphor powder.
도3을 참조하면, 상기 발광다이오드 패키지(30)는 2개의 리드프레임(33a,33b)이 형성된 하부 패키지기판(31a)과 상기 캐비티가 마련된 상부 패키지 기판(31b)을 포함한다. 상기 캐비티영역 내에는 발광다이오드 칩(35)가 실장된다. 상기 발광다이오드칩(35)의 양전극(미도시)은 각각 상기 리드프레임(33a,33b)의 상단에 와이어로 연결된다. 상기 상부 패키지기판(31b)에 마련된 캐비티 내부에는 상기 LED 칩(35) 주위를 둘러싸는 몰딩부(38)가 형성된다. Referring to FIG. 3, the light emitting
상기 수지몰딩부는 도2c에서 설명된 형태와 유사하게 3종의 다른 입도를 갖는 고굴절 투명재료입자군(D1,D2,D3)에 의해 분포가 형성된다. 이에 반해, 형광체분말(P)은 고굴절률 투명재료의 경사진 분포에 비해 균일한 분포를 갖는다. 앞에서 설명한 바와 같이, 고굴절률 투명재료입자군(D1,D2,D3)은 짧은 시간동안에 빠른 분산효과를 얻을 수 있다. 따라서, 형광체분말(P)이 본격적인 침전이 일어나기 전에 원하는 투명재료입자군(D1,D2,D3)에 의해 굴절률경사분포를 형성할 수 있다. 이러 한 효과를 위해서, 고굴절률 투명재료는 형광체분말(P)보다 높은 밀도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 적어도 절반이상, 또는 전체의 입도군(D1,D2,D3)이 형광체분말(P)의 평균입도보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.The resin molding part is formed by a high refractive index transparent material particle group (D1, D2, D3) having three different particle sizes similarly to the shape described in FIG. In contrast, the phosphor powder P has a uniform distribution compared to the inclined distribution of the high refractive index transparent material. As described above, the high refractive index transparent material particle groups D1, D2, and D3 can obtain a fast dispersing effect in a short time. Accordingly, the refractive index gradient distribution can be formed by the desired transparent material particle groups D1, D2, and D3 before the phosphor powder P starts to precipitate in earnest. For this effect, it is preferable to use a high refractive index transparent material having a higher density than the phosphor powder (P), and at least half or all of the particle size groups (D1, D2, D3) are phosphor powder (P). It is preferable to use larger than the average particle size of.
도4a 및 도4b는 도3에 도시된 발광다이오드 패키지 몰딩부(38)의 입자분포 및 굴절률분포를 나타내는 그래프이다. 여기서, x축은 LED칩 표면에서 광추출방향을 따른 거리를 나타내며, S는 수지몰딩부(38)의 표면을 표시한 것이다.4A and 4B are graphs showing particle distribution and refractive index distribution of the LED
도4a를 참조하면, 도3의 투명수지몰딩부(38)에서 나타날 수 있는 입자 및 형광체의 중량분포를 예시한 것이다. 가장 입자가 큰 제1 입자군(D1)은 거의 모두 침전되어 몰딩부의 하부영역에 분포하지만, 중간크기의 제2 입자군(D2)은 이보다 원만한 중량분포를 가지며, 가장 작은 제3 입자군(D3)은 고굴절률 투명수지 중에서는 가장 적게 침전된다. 이에 반해, 형광체분말(P)은 다소 침전되었으나, 그 경향은 투명재료입자군(D1,D2,D3)에 비해 매우 작다. 따라서, 형광체분말(P)은 수지몰딩부의 전체적으로 비교적 균일한 중량분포를 갖는다.4A illustrates a weight distribution of particles and phosphors that may appear in the
이는 앞서 설명한 바와 같이, 고굴절률 투명재료입자(D1,D2,D3)가 형광체분말(P)보다 높은 밀도를 가지면서 비교적 크면서 다른 2종이상의 입자군을 형성하므로, 형광체분말(P)의 본격적인 침전 전에 투명재료입자군들(D1,D2,D3)이 굴절률 경사분포를 위해 충분히 침전되기 때문이다.As described above, since the high refractive index transparent material particles (D1, D2, D3) have a higher density than the phosphor powder (P) and form a relatively large and two or more different particle groups, the phosphor powder (P) is used in earnest. This is because the transparent material particle groups D1, D2, and D3 are sufficiently precipitated for refractive index gradient distribution before precipitation.
도4b는 도4a와 같은 고굴절률 투명재료입자(D1,D2,D3)의 분포에 의해 나타나는 굴절률경사분포를 예시한다. 예를 들어, 고굴절률 투명재료입자(D1,D2,D3)가 TiO2(n=2.9)인 경우에, 하부에서는 지배적으로 분포하여 그 영역의 평균 굴절률을 2이상으로 높힐 수 있다. 점차 그 분포가 낮아져서 실질적으로 수지몰딩부의 표면(S)에서는 에폭시수지의 굴절률(n=1.5)로 나타날 것이다. FIG. 4B illustrates the refractive index gradient distribution shown by the distribution of the high refractive index transparent material particles D1, D2, and D3 as shown in FIG. 4A. For example, when the high refractive index transparent material particles (D1, D2, D3) are TiO 2 (n = 2.9), the lower refractive index is predominantly distributed to increase the average refractive index of the region to two or more. Gradually, the distribution will be lowered, so that the surface S of the resin molding part will appear as the refractive index (n = 1.5) of the epoxy resin.
도4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수지몰딩부의 굴절률분포는 도1에 도시된 물리적으로 구분되는 층에 의한 단계적 변화와는 달리, 점진적으로 변화하는 경사분포를 갖게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 층간계면에서 일정한 전반사임계각(설사 감소되었더라도)을 갖는 종래 패키지구조보다 크게 향상된 광추출효과를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 4B, the refractive index distribution of the resin molding part according to the present invention has a gradient distribution gradually changing, unlike the stepwise change by the physically divided layers shown in FIG. 1. Therefore, the light emitting diode package according to the present invention can obtain a significantly improved light extraction effect than the conventional package structure having a constant total reflection critical angle (even if diminished) in the interlayer interface.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 발광다이오드 패키지 제조공정에서 액상인 투명수지에 굴절률과 밀도가 투명수지물질보다 큰 다른 투명재료입자를 추가하여 고의적으로 침전을 유발하고, 그에 의해 형성된 고굴절률인 투명재료입자의 분포로서 광추출방향으로 점진적으로 낮아지는 굴절률 경사분포를 갖는 수지몰딩부를 형성할 수 있다. 따라서, 종래의 기술에 비해 그 형성공정이 1회의 디스펜싱 및 경화로서 실현될 수 있을 뿐만 아니라, 물리적 층에 의한 단계적인 굴절률경사분포가 아니라 점진적인 굴절률경사분포를 형성하여 보다 효과적으로 광추출효율을 개선할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the manufacturing process of the light emitting diode package, another transparent material particle having a refractive index and a density greater than that of the transparent resin is added to the transparent transparent resin to intentionally cause precipitation, and thus the high refractive index formed by As the distribution of the transparent material particles, a resin molding part having a refractive index gradient distribution gradually lowered in the light extraction direction can be formed. Therefore, the formation process can be realized as one-time dispensing and curing as compared with the prior art, and it is possible to improve the light extraction efficiency more effectively by forming a gradual refractive index gradient distribution rather than a stepwise refractive index distribution by the physical layer. can do.
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