KR100840208B1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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KR100840208B1
KR100840208B1 KR1020060138415A KR20060138415A KR100840208B1 KR 100840208 B1 KR100840208 B1 KR 100840208B1 KR 1020060138415 A KR1020060138415 A KR 1020060138415A KR 20060138415 A KR20060138415 A KR 20060138415A KR 100840208 B1 KR100840208 B1 KR 100840208B1
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김태광
한경보
이명희
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Abstract

발광 다이오드 패키지가 제공된다. 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1 리드단자와 제1 리드단자로부터 이격된 제2 리드단자를 갖는 리드프레임, 리드프레임을 지지하되, 제1 및 제2 리드단자들을 노출시키는 개구부를 갖는 패키지 본체, 개구부에 노출된 제2 리드단자의 적어도 일부 표면에 위치하며 제1 금속으로 형성된 제1 도금부 및 제1 도금부를 제외한 제2 리드단자의 표면에 위치하며 제2 금속으로 형성된 제2 도금부를 포함한다. 이에 따라, 제2 리드단자와 본딩와이어의 부착력을 약화시키지 않으면서, 리드단자들의 반사율을 높일 수 있다.
발광 다이오드, 측면 발광 다이오드, 부착력, 발광 효율, 리드프레임, 리드단자, 고광택, 부분도금

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
도 1은 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위해 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위해 도 4의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드에 채용되는 리드프레임의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드에 채용되는 리드프레임의 다른 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본딩와이어의 부착력과 광반사율을 제고하기 위한 도금층들을 구비하는 리드프레임을 채택한 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드 칩을 이용하는 광원 시스템은 사용하고자 하는 용도에 따라 여러 형태의 패키지에 발광 다이오드(LED) 칩을 실장하여 형성한다. 특히, 소정 가시각 내의 발광 강도를 증가시키기 위해 리드프레임을 감싸는 패키지 본체의 리세스 영역 내에 발광 다이오드 칩을 실장하는 패키지가 많이 이용되고 있다. 이러한 패키지의 예로는 탑형(top view) 또는 측면(side view) 발광 다이오드 패키지 등이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도 및 사시도이고, 도 3은 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 측면 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드 단자 즉, 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 리드단자들은 인청동판으로 제작된 리드프레임으로부터 형성되며, 그 표면에는 광반사율을 높이기 위한 은(Ag)도금층(14)이 형성되어 있다. 상기 은 도금층(14)과 상기 리드프레임 사이에는 은도금층의 밀착성을 높이기 위해 주로 Ni 도금층(12)이 개재된다. 한편, 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)은 패키지 본체(15)에 의해 지지된다. 패키지 본체(15)는 일반적으로 폴리프탈아미드(Polyphthalamide; PPA)로 리드단자들을 삽입몰딩하여 형성된다.
패키지 본체(15)는 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)을 노출시키는 개구부(16)를 갖는다. 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)은 개구부(16)의 바닥에 위치하며, 개구부 내에서 서로 이격되어 있다. 또한, 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)은 외부 전원에 전기적으로 연결되기 위해 각각 패키지 본체(15)의 외부로 돌출되어 있다. 외부로 돌출된 리드단자들(11, 13)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 절곡될 수 있다. 도 1 및 도 2는 표면 실장을 위해 패키지 본체(15)의 하부면에서 측면으로 절곡된 리드단자들(11, 13)을 도시하고 있다.
개구부(16) 내의 제1 리드단자(11) 상에 발광 다이오드 칩(17)이 실장되어 전기적으로 연결되며, 본딩와이어에 의해 제2 리드단자(13)에 전기적으로 연결된다. 개구부(16)는 투광성 수지(23)로 채워질 수 있으며, 투광성 수지 내에 형광체들이 함유될 수 있다.
종래의 측면발광 다이오드 패키지는 기다란 형상의 개구부(16)를 마련하고, 측벽들, 특히 장축방향의 측벽들을 경사지게 형성하여 장축 방향의 가시각을 넓힌다. 이에 따라, 디스플레이용의 백라이트에 적합한 측면발광 다이오드 패키지가 제공되며, 발광 다이오드 칩 및 형광체의 적절한 선택에 의해 백색광을 방출하는 측면 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
그러나, 종래기술에 따른 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩(17)과 제2 리드단자(13)를 연결하는 본딩와이어(19)의 부착력을 높이기 위해 표면에 반광 택 은도금층을 갖는 리드프레임을 사용한다. 이에 따라, 발광 다이오드 칩(17)에서 방출된 광이 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)의 반광택 도금층에서 반사될 때, 반사율이 떨어지며, 그 결과 발광 효율이 감소한다.
한편, 리드프레임을 고광택 도금할 경우, 제2 리드단자(13)와 본딩 와이어(19)의 부착력이 약해, 본딩 와이어(19)가 제2 리드단자로부터 쉽게 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 리드단자와 본딩 와이어의 부착력을 감소시킴 없이 리드단자의 반사율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1 리드단자와 상기 제1 리드단자로부터 이격된 제2 리드단자를 갖는 리드프레임; 상기 리드프레임을 지지하되, 상기 제1 및 제2 리드단자들을 노출시키는 개구부를 갖는 패키지 본체; 상기 개구부에 노출된 제2 리드단자의 적어도 일부 표면에 위치하며 제1 금속으로 형성된 제1 도금부; 및 상기 제1 도금부를 제외한 상기 제2 리드단자의 표면에 위치하며 제2 금속으로 형성된 제2 도금부를 포함한다. 이에 따라, 제2 리드단자와 본딩와이어의 부착력을 약화시키지 않으면서, 리드단자들의 반사율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는, 상기 제1 리드단자에 실장된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩과 상기 제2 리드단자를 연결하되, 상기 제2 리드단자의 표면 상에 위치하는 상기 제1 도금부에 본딩된 본딩 와이어를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는, 상기 개구부에 노출된 제1 리드단자의 적어도 일부 표면에 위치하며 제1 금속으로 형성된 제3 도금부; 및 상기 제3 도금부를 제외한 상기 제1 리드단자의 표면에 위치하며 제2 금속으로 형성된 제4 도금부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 발광 다이오드 칩은, 상기 제1 리드단자에 실장된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩과 상기 제1 리드단자를 연결하되, 상기 제1 리드단자의 표면 상에 위치하는 상기 제3 도금부에 본딩된 다른 본딩 와이어;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 금속은 상기 제2 금속에 비해 본딩 와이어와의 부착력이 상대적으로 높은 금속인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 금속은 은(Ag) 또는 금(Au)인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 제2 금속은 상기 제1 금속에 비해 상대적으로 고광택인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2 금속은 Ni인 것이 더욱 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 도 4의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 측면 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드 단자 즉, 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)을 갖는 리드프레임을 포함한다. 상기 리드프레임은 통상 인청동판을 펀칭하여 제작될 수 있다.
제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 패키지 본체(50)에 의해 지지된다. 패키지 본체(50)는 리드단자들(51, 53)을 삽입몰딩하여 형성될 수 있다. 상기 패키지 본체(50)는 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)을 노출시키는 개구부(58)를 가지며, 개구부(58)에 의해 제1 리드단자(51) 및 상기 제2 리드단자(53)의 일부가 노출된다.
제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 개구부(58) 내에서 서로 이격되어 위치한다. 또한, 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 외부 전원에 전기적으로 연결되기 위해 각각 패키지 본체(50)의 외부로 돌출되어 있다. 외부로 돌출된 리드단자들(51, 53)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 절곡될 수 있다. 여기서는 표면 실장을 위해 패키지 본체(50)의 하부면에서 측면으로 절곡된 리드단자들(51, 53)을 도시하고 있다.
한편, 상기 개구부에 노출된 제2 리드단자(53)의 표면에 제1 도금부(54)가 위치한다. 상기 제1 도금부(54)는 본딩 와이어(59)의 부착을 위해 제2 리드단 자(53)의 일부에 소정의 금속을 도금하여 형성될 수 있다. 여기서, 제1 도금부(54)의 표면적 및 형태는 본딩 와이어(59) 부착 및 제1 도금부(54)의 형성시 금속 도금의 용이성을 고려하여 적절하게 조절될 수 있다. 한편, 제1 도금부(54)를 형성하는 금속은 예컨데 Ag 또는 Au와 같은 본딩 와이어의 부착력이 높은 금속이 바람직하다.
또한, 상기 제2 리드단자(53)의 표면 중 상기 제1 도금부(54)를 제외한 영역에는 광 반사율을 높이기 위한 제2 도금부(55)가 위치한다. 한편, 상기 제1 리드단자(51)의 표면에도 제2 도금부(55)가 위치할 수 있다. 제2 도금부(55)는 광 반사율을 높이기 위해 고광택의 금속을 사용하여 도금된다. 제2 도금부(55)는 예컨에 고광택의 Ni과 같은 금속을 사용하여 형성될 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 제1 도금부(54)는 상기 제2 도금부(55)의 상층에 위치하나, 이에 한정되지는 않으며, 그 하층에 위치하거나 동일층에 위치할 수도 있다. 제1 도금부(54)가 제2 도금부(55)의 하층에 위치하는 예에 대한 설명은 도 7을 참조하여 후술한다.
또한, 상기 제1 도금부(54)는 본딩 와이어(59)의 부착을 위해 상기 제2 리드단자(53)의 상면에 형성되나, 그 하면에도 연장되어 형성될 수 있으며, 이 경우 제2 도금부(55)는 상기 제2 리드단자(53)의 하면에서 상기 제2 리드단자(53)와 상기 제1 도금부(54) 사이에 개재될 수 있다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드에 채용되는 리드프레임의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도면들을 참조하면, 상기 제1 도금부(54)와 제2 도금부(55)을 갖는 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)을 형성하기 위한 리드프레임은 다음과 같이 형성될 수 있다.
우선, 도 6a를 참조하면, 리드프레임에 제2도금부(55)를 종래 기술과 동일하게 형성한다. 상기 제2 도금부(55)는 광 반사 효율을 향상시키기 위해 고광택의 금속, 통상적으로 Ni을 도금하여 형성될 수 있다. 이어서, 본딩 와이어(59) 부착을 위한 영역으로서 제2 리드단자(53) 상부의 적어도 일부를 노출시키도록 리드프레임 상에 마스크층(60)을 형성한다. 상기 마스크층은 예컨대 감광제로 형성될 수 있으며, 상기 마스크층에 의해 제2 리드단자(53) 표면의 제2 도금부(55)가 일부 노출된다.
이어서, 도 6b를 참조하면, 상기 제2 도금부(55)의 표면 상에 제1 도금부(54)를 형성한다. 제1 도금부(54)는 본딩 와이어(59)의 부착력 향상을 위한 금속, 통상적으로 Ag 또는 Au를 도금하여 형성될 수 있으며, 전기도금 기술을 사용하여 전류밀도 등을 조절함으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크층에 의해 노출된 제2 리드단자(53)의 일부에 제1 도금부(54)가 형성된다. 이어서, 상기 마스크층을 제거함으로써 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)의 도금층들이 완성된다.
상기 제1 리드단자(51) 상에 발광 다이오드 칩(57)이 실장되고, 본딩와이어(59)에 의해 제2 리드단자(53)의 제1 도금부(54)에 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 본딩와이어(59)는 제2 리드단자(53)의 제1 도금부(54)에 본딩되므로, 종래기술과 동일한 부착력을 유지할 수 있다.
한편, 투명 수지가 상기 발광 다이오드 칩(57) 상에 형성될 수 있다. 상기 투명수지는 액상 수지를 개구부(58) 내에 포팅함으로써 형성될 수 있다. 상기 투명수지는 예컨대 에폭시 또는 실리콘 수지로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드 칩(57)에서 방출된 광, 예컨대 청색광을 황색광으로 변환시키는 형광체를 함유할 수 있다. 이에 따라 백색광을 방출하는 측면발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩(57) 및 형광체는 다양하게 선택될 수 있으며, 이에 따라 다양한 색상의 광을 구현할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드에 채용되는 리드프레임의 다른 구조를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 본체(50) 개구부(58)에 노출된 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)의 표면의 전면에 Ni과 같은 금속이 도금된 도금층(52)이 위치하고, 도금층(52) 상에 Ag 또는 Au와 같은 금속이 도금된 제1 도금부(54)가 위치한다. 상기 도금층(52)과 제1 도금부(54)는 인청동판으로 제조되는 리드프레임 상에 종래 기술과 동일한 도금 기술을 사용하여 형성된다.
상기 제2 리드단자(53)의 표면에 위치하는 제1 도금부(54) 중 본딩 와이어(59)가 부착될 부분을 제외한 나머지 영역 상에는 제2 도금부(55)가 위치한다. 이를 위해 리드프레임의 제1 도금부(54) 표면에 제2 리드단자(53)의 본딩 와이어(59)가 부착되는 영역에 마스크층을 형성한다. 상기 마스크층은 예컨대 감광제로 형성될 수 있으며, 제2 리드단자(53) 표면의 제1 도금부(54)의 일부가 상기 마스크층에 의해 덮인다. 이어서, 상기 제1 도금부(54) 중 마스크층에 의해 노출된 부분 에 제2 도금부(55)를 형성한다. 제1 도금부(54)는 본딩 와이어(59)의 부착력 향상을 위한 금속, 통상적으로 Ag 또는 Au를 도금하여 형성될 수 있으며, 제2 도금부(55)는 광반사 효율이 높은 Ni과 같은 금속 및 전기도금 기술을 사용하여 전류밀도, 또는 도금액에 첨가되는 광택제 등의 첨가제를 조절함으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크층에 의해 덮인 제2 리드단자(54)의 일부를 제외한 영역에 제2 도금부(55)가 형성된다. 이어서, 상기 마스크층을 제거함으로써 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)의 도금층들이 완성된다.
본 실시예에 있어서, 측면 발광 다이오드 패키지를 예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 및 제2 리드단자를 갖는 리드프레임을 채택하는 모든 종류의 발광 다이오드 패키지에 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 상기한 본 발명의 일 실시예에서 발광 다이오드 칩이 2본딩 칩인 경우, 즉, 2개의 본딩와이어들을 사용하여 상기 각 리드단자들에 상기 발광 다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 경우로서, 이를 제외한 다른 설명들은 본 발명의 일 실시예에와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 2개의 본딩와이어들을 사용하여 각 리드단자들에 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 경우, 본 발명의 일 실시예에서 설명한 제2 리드단자(53)의 표면 뿐만 아니라, 상기 제1 리드단자(51)의 표면상에도 다른 본딩와이어(59')가 본딩될 부분에 부분적으로 본딩와이어 부착력이 뛰어난 Ag 또는 Au와 같 은 금속을 사용하여 제3 도금부(54')를 형성하고, 제1 리드단자(51)의 제3 도금부(54')가 형성되는 부분을 제외한 영역에 광 반사율이 높은 고광택의 Ni과 같은 금속을 사용하여 제4 도금부(55')를 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제3 도금부(54')는 상기 제1 리드단자의 일부 영역을 노출하도록 부분적으로 위치할 수 있으며, 제1 리드단자(51)와 발광 다이오드 칩을 연결하는 다른 본딩와이어(59')는 상기 노출된 일부 영역에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 리드단자에 연결되는 본딩와이어의 부착력 감소를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본딩와이어의 부착력을 감소시키지 않으면서, 발광 다이오드 칩이 실장되는 리드단자의 광반사율을 개선할 수 있어 발광 다이오드 패키지의 발광효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 제1 리드단자와 상기 제1 리드단자로부터 이격된 제2 리드단자를 갖는 리드프레임;
    상기 리드프레임을 지지하되, 상기 제1 및 제2 리드단자들을 노출시키는 개구부를 갖는 패키지 본체;
    상기 개구부에 노출된 제2 리드단자의 일부 표면에 위치하며 제1 금속으로 형성된 제1 도금부; 및
    상기 제1 도금부를 제외한 상기 제2 리드단자의 표면에 위치하며 제2 금속으로 형성된 제2 도금부를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 리드단자에 실장된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩; 및
    상기 발광 다이오드 칩과 상기 제2 리드단자를 연결하되, 상기 제2 리드단자의 표면 상에 위치하는 상기 제1 도금부에 본딩된 본딩 와이어를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 개구부에 노출된 제1 리드단자의 적어도 일부 표면에 위치하며 제1 금속으로 형성된 제3 도금부; 및
    상기 제3 도금부를 제외한 상기 제1 리드단자의 표면에 위치하며 제2 금속으로 형성된 제4 도금부를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 리드단자에 실장된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩; 및
    상기 발광 다이오드 칩과 상기 제1 리드단자를 연결하되, 상기 제1 리드단자의 표면 상에 위치하는 상기 제3 도금부에 본딩된 다른 본딩 와이어;를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한항에 있어서,
    상기 제1 금속은 상기 제2 금속에 비해 본딩 와이어와의 부착력이 상대적으로 높은 금속인 발광 다이오드 패키지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 금속은 은(Ag) 또는 금(Au)인 발광 다이오드 패키지.
  7. 청구항 1 내지 4 중 어느 한항에 있어서,
    상기 제2 금속은 상기 제1 금속에 비해 상대적으로 고광택인 발광 다이오드 패키지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 금속은 Ni인 발광 다이오드 패키지.
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JP2005026276A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Hitachi Aic Inc 発光デバイス用基板および発光デバイス
KR20050083485A (ko) * 2004-02-23 2005-08-26 (주)나노팩 발광소자와 그 패키지 구조체 및 제조방법

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