KR100747642B1 - 측면 발광형 ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 측면 발광형 LED 패키지에 관한 것으로, 외부 공기와의 접촉이 많은 패키지 본체 상부에 리드프레임으로부터 이어지는 열 방출 경로를 형성하여, 높은 전류 인가에 따른 방열 특성을 향상시킨 측면 발광형 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 LED 칩과, 상기 LED 칩이 위치할 개구부를 측면에 갖는 패키지 본체와, 상기 개구부 내측에서 상기 LED 칩과 전기 연결되는 리드 프레임을 갖는 측면 발광형 LED 패키지를 제공하며, 상기 리드프레임은, 상기 패키지 본체의 하부로 연장되어, 적어도 일부가 전기 접점을 형성하는 하부 레그(lower leg)들과, 상기 패키지 본체의 상부로 연장되어, 그 패키지 본체의 상부에서 방열 경로를 형성하는 적어도 하나의 상부 레그(upper leg)를 포함한다.

측면 발광, 리드프레임, LED, 패키지, 방열, 레그

Description

측면 발광형 ＬＥＤ 패키지{SIDE VIEW TYPE LED PACKAGE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 A 방향을 따라 도시한 측면 발광형 LED 패키지의 저면도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 측면 발광형 LED 패키지의 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 측면 발광형 LED 패키지의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 I-I를 따라 취해진 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 측면 발광형 LED 패키지의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 II-II를 따라 취해진 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 패키지 본체 12: 개구부

20, 30: 리드프레임 22, 32: 내부 리드

24a, 24b, 34: 상부 레그 26a, 26b, 36: 하부 레그

본 발명은 측면 발광형 LED 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열 방출 특성이 개선된 측면 발광형 LED 패키지에 관한 것이다.

일반적으로, 발광다이오드 칩(이하, 'LED 칩'이라 함)을 이용하는 광원시스템은 사용하고자 하는 용도에 따라 다양한 형태의 패키지 구조들에 장착되어 이용되고 있다. 그러한 패키지 구조들 중에서, 측면 발광형 LED 패키지는, 광을 측면방향으로 방출하도록 구성된 것으로, 예컨대, 휴대폰과 같은 소형 전자기기에서 도광판의 측면에 배치되어 그 도광판에 평행한 광을 제공하는 디스플레이용 백라이트 조명의 용도로 많이 이용되고 있다.

종래의 측면 발광형 LED 패키지는 측면에 개구부가 형성된, 수지 또는 세라믹 소재의 패키지 본체를 포함하며, 그 패키지 본체의 측면 개구부에 LED 칩의 실장영역이 제공되어, 그 측면 개구부에 위치한 LED 칩으로부터 측면 방향으로 광을 방출하도록 구성된다. 또한, 위의 측면 발광형 LED 패키지는 개구부 내에서 상기 LED 칩과 전기적으로 연결되는 리드프레임들을 포함하며, 그 리드프레임들은 패키지 본체의 하부로 연장되어 예를 들면 솔더링(soldering) 방식에 의해 전기 접점을 형성한다.

그러나, 종래의 측면 발광형 LED 패키지는, 열 방출 경로가 패키지 본체 하부의 전기 접점 부근에 국한되어 있다는 점에서, LED 칩에서 발생한 높은 열의 방출이 어렵다는 문제점을 안고 있다. 이는 측면 발광형 LED 패키지에 고전류의 사용을 어렵게 하는 원인이 된다. 예컨대, 종래의 측면 발광형 LED 패키지는, 낮은 열방출 특성으로 인해 정격 전류(통상, 30mA) 미만의 전류(예컨대, 20mA)를 사용하고 있으며, 이는 LED 패키지의 광도를 제한시키는 주요 원인이 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 외부 공기와의 접촉이 많은 패키지 본체 상부에 리드프레임으로부터 이어지는 열 방출 경로를 형성하여, 높은 전류 인가에 따른 방열 특성을 향상시킨 측면 발광형 LED 패키지를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 LED 칩과, 상기 LED 칩이 위치할 개구부를 측면에 갖는 패키지 본체와, 상기 개구부 내측에서 상기 LED 칩과 전기 연결되는 리드 프레임을 갖는 측면 발광형 LED 패키지를 제공한다. 본 발명에 따른 LED 패키지에 있어서, 상기 리드프레임은, 상기 패키지 본체의 하부로 연장되어, 적어도 일부가 전기 접점을 형성하는 하부 레그(lower leg)들과, 상기 패키지 본체의 상부로 연장되어, 그 패키지 본체의 상부에서 방열 경로를 형성하는 적어도 하나의 상부 레그(upper leg)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 상부 레그는 복수개로 이루어지되, 그 복수의 상부 레그 중 적어도 하나는 상기 LED 칩과 직접 연결된 리드프레임과 일체로 이루어진다. 또한, 상기 상부 레그와 상기 하부 레그는 상기 패키지 본체의 상부면 및 하부면에서 수평면을 갖도록 절곡된다. 또한, 상기 하부 레그들은, 서로 다른 극성의 전기접점을 형성하면서 상기 패키지 본체의 양 끝단에 위치하는 한 쌍의 리드와, 상기 한 쌍의 리드 사이에서 또 다른 방열 경로를 형성하는 적어도 하나의 하부 방열 레그로 구성된다.

그리고, 상기 상부 레그와 상기 하부 레그는 상하 대칭되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 상부 레그와 상기 하부 레그는 상기 패키지 본체의 상부 면 및 하부면 각각과 동일평면 상에 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 의해 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다.

실시예

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 방향을 따라 도시한 측면 발광형 LED 패키지의 저면도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 측면 발광형 LED 패키지의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지(1)는, 패키지 본체(10)와, 서로 이격된 한 쌍의 리드프레임(20, 30)을 포함한다. 패키지 본체(10)와 리드프레임(20, 30)이 구별되도록, 첨부된 모든 도면에 걸쳐 리드프레임(20, 30)을 해치(hatch)로 표시하였으며, 서로 분리되어 있는 제 1 및 제 2 리드프레임(20, 30)의 구별을 쉽게 하도록 그 제 1 및 제 2 리드프레임(20, 30)을 서로 다른 해치로 표시하였다.

상기 패키지 본체(10)는 LED 칩(2)의 실장 영역을 한정하는 개구부(12)를 포함한다. 상기 개구부(12)는 LED 칩(2)으로부터 나온 광이 측면을 향할 수 있도록 하는 위치, 즉, 패키지 본체(10)의 측면에 형성된다. 상기 패키지 본체(10)는 한 쌍의 리드프레임, 즉, 제 1 및 제 2 리드프레임(20, 30)을 지지한다. 이때, 상기 패키지 본체(10)는, 수지를 몰딩 성형하는 것에 의해, 상기 개구부(12)를 측면에 가지면서 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(20, 30)을 지지하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 리드프레임(20, 30)들 각각은 패키지 본체(10)의 개구부(12) 내측에 위치하는 제 1 및 제 2 내부 리드(22, 32)를 포함한다. 이때, 상기 제 1 내부 리드(22) 상에는 LED 칩(2)이 직접 연결되며, 제 2 내부 리드(32)는 와이어 본딩에 의해 LED 칩(2)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 리드프레임(20, 30)은, 제 1 및 제 2 내부 리드(22, 32)로부터 패키지 본체(10) 상부를 관통하여 연장된 상부 레그(24a, 24b, 34)와, 제 1 및 제 2 내부 리드(22, 32)로부터 패키지 본체(10)의 하부를 관통하여 연장된 하부 레그(26a, 26b, 36; 도 2에 잘 도시됨)를 포함한다.

상부 레그(24a, 24b, 34)와 하부 레그(26a, 26b, 36)는 패키지 본체(10)의 상부 및 하부에서 수직으로 절곡되어 수평면을 가지며, 더욱 바람직하게는, 그 레그들 각각이 패키지 본체(10)의 상부면 및 하부면과 동일평면 상에 위치하도록 절곡되어 있으며, 이들 레그는 도 3에서 점선으로 모두 표시되어 있다.

상기 하부 레그들 중, 제 1 및 제 3 하부 레그(26a, 36)는 패키지 본체(10)의 양단에 위치한 채, 솔더링에 의해 PCB 또는 FPCB와 전기적으로 연결되어 서로 다른 극성의 전기접점을 형성하는 외부 리드(outer lead)로서의 역할을 한다.그리고, 상기 하부 레그들 중 제 2 하부 레그(26b)는 상기 제 1 및 제 3 하부 레그(26a, 36) 사이에서 그들과 이격된 채 LED 칩(2)에서 발생한 열을 외부로 방출하는 또 하나의 방열 경로를 형성한다.

본 발명에 따른 측면 발광형 LED 패키지(1)는 패키지 본체(10) 상부에 별도 의 열 방출 경로를 가지며, 이러한 열 방출 경로는 상부 레그(24a, 24b, 34)들에 의해 형성된다. 특히, 제 1 및 제 2 상부 레그(24a, 24b)는, LED 칩(2)에 직접 연결된 리드프레임(20)과 일체로 되어 있어, 고전류의 인가시 LED칩(2)에서 발생한 높은 열을 외부로 방출시키는데 크게 기여할 수 있다. 게다가, 상기 상부 레그들, 특히, 제 1 및 제 2 상부 레그(24a, 24b)는 LED 패키지(1)의 전체 크기를 증가시키지 않으면서도 방열 면적의 확대에 기여할 수 있도록 패키지 본체(10)의 상부에서 수직으로 절곡된 구조로 이루어진다.

도 4 및 도 5는 각각 도 3의 I-I 및 II-II를 따라 취해진 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조로 하여, 본 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지(1)의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 제 1 위치에서, 리드프레임(20)은 제 1 상부 레그(24a)와 제 1 하부 레그(26a)를 상하부에 갖는 간단한 "ㄷ"형 단면의 구조로 형성된 채 패키지 본체(10)에 의해 지지된다. 이 때, 하부 레그(26a)는 임의의 PCB 또는 FBCB(7)와 솔더링 방식으로 연결되어 하나의 전기 접점(8)을 형성하고 있다. 특히, 상기 제 1 하부 레그(26a)와 일체로 연결된 제 1 상부 레그(24a)는 상부 전면적(全面的)이 외부에 노출된 채 그 노출된 상부 전면적을 통해 LED 칩(2)에서 발생한 열을 외부로 방출시키고 있다.

도 5를 참조하면, 상기 리드프레임(20)은 제 2 위치에서 제 2 상부 레그(24b)와 제 2 하부 레그(26b)를 상하부에 갖는 간단한 "ㄷ"형 단면의 구조로 형성된다. 이때, 상기 제 2 상부 레그(24b)는 상부 전면적이 외부에 노출된 채 그 노 출된 상부 전면적을 통해 LED 칩(2)에서 발생한 열을 외부로 방출시키고 있다. 더욱이, 상기 제 2 상부 레그(24b)와 일체로 연결된 상기 제 2 하부 레그(26b)는 임의의 PCB 또는 PPCB(7)와 미세하게 이격된 채 외부의 공기와 접촉하여 또 다른 열 방출 경로를 형성하고 있다. 상기 리드프레임(20) 상의 LED 칩(2)는 패키지 본체(10)의 개구부(12) 내에서 예를 들면, 에폭시(Epoxy) 수지로 이루어진 봉지재(5)에 의해 봉지되어 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 본 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지(1)에 있어서, 리드프레임(20, 30)은 상부 레그들(24a, 24b, 34)과 하부 레그들(26a, 26b, 36)이 대략 상,하 대칭된 구조 및 동일한 개수로 형성되며, 또한 각 리드프레임(20, 30)의 레그들이 패키지 본체(10)의 상부면 및 하부면과 동일 평면 상에 있도록 절곡되어 전체 LED 패키지(1)의 크기 증가가 거의 없는 컴팩트한 크기 및 구조를 갖는다. 특히, 본 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지(1)는 위의 컴팩트한 크기 및 구조를 가지면서도 전술한 레그들, 특히, LED 칩(2)와 직접 연결된 프레임(20)의 제 1, 제 2 상부 레그(24a, 24b) 및/또는 제 2 하부 레그(26b)에 의해 열이 외부로 방출되는 경로를 충분히 확보하는 것이 가능하다. 이러한 충분한 열경로의 확보는 고전류 인가에 따른 LED 칩(2)의 정션 온도(junction temperature) 증가를 억제하며, 또한, 그 졍선 온도와 함께 증가하는 LED 패키지(1)의 열저항을 크게 줄여줄 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 측면 발광형 LED 패키지는, 열 방출 경로의 증가를 통해, LED 칩의 정션온도 증가와 이에 따른 열저항 증가를 크게 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, LED 칩의 정션 온도 및 열저항 증가로 인해 고전류의 이용이 불가능하였던 측면 발광형 LED 패키지에서, 고전류의 이용을 가능하게 함으로써 측면 발광형 LED 패키지의 높은 광도 구현이 가능하다.

Claims (6)

1. LED 칩과, 상기 LED 칩이 위치할 개구부를 측면에 갖는 패키지 본체와, 상기 개구부 내측에서 상기 LED 칩과 전기 연결되는 리드 프레임을 갖는 측면 발광형 LED 패키지로서, 상기 리드프레임은,

   상기 패키지 본체의 하부로 연장되어, 적어도 일부가 전기 접점을 형성하는 하부 레그(lower leg)들과;

   상기 패키지 본체의 상부로 연장되어, 그 패키지 본체의 상부에서 방열 경로를 형성하는 적어도 하나의 상부 레그(upper leg)를;

   포함하는 것을 특징으로 하는 측면 발광형 LED 패키지.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 레그는 복수개로 이루어지되, 그 복수의 상부 레그 중 적어도 하나는 상기 LED 칩과 직접 연결된 리드프레임과 일체로 이루어짐을 특징으로 하는 측면 발광형 LED 패키지.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 레그와 상기 하부 레그는 상기 패키지 본체의 상부면 및 하부면에서 수평면을 갖도록 절곡된 것을 특징으로 하는 측면 발광형 LED 패키지.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 하부 레그들은, 서로 다른 극성의 전기접점을 형성 하면서 상기 패키지 본체의 양 끝단에 위치하는 한 쌍의 리드와, 상기 한 쌍의 리드 사이에서 또 다른 방열 경로를 형성하는 적어도 하나의 하부 방열 레그로 구성됨을 특징으로 하는 측면 발광형 LED 패키지.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 레그와 상기 하부 레그는 상하 대칭되는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 측면 발광형 LED 패키지.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 레그와 상기 하부 레그는 상기 패키지 본체의 상부면 및 하부면 각각과 동일평면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 측면 발광형 LED 패키지.

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