KR100862531B1 - 멀티 캐비티 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

LED 칩 실장영역 설계를 최적화하여 LED 칩간 광간섭이 억제되고, 광추출효율 최대화가 가능하여 성능이 우수하고 제품 신뢰성이 향상된 멀티 캐비티 LED 패키지가 제안된다. 본 발명의 멀티 캐비티 LED 패키지는 복수의 제1캐비티 및 적어도 하나의 제2캐비티가 형성된 LED 패키지 본체, 복수의 제1캐비티의 저면에 실장되는 복수의 LED 칩, 및 패키지 본체에 장착되며 제2캐비티에 의해 일부영역이 노출된 제1 및 제2리드프레임을 포함한다.

LED 패키지, 캐비티, 리드프레임

Description

멀티 캐비티 발광다이오드 패키지{Multi-cavity light-emittng diode package}

도1a는 종래의 멀티칩 LED 패키지를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a에서 A-A선의 단면도이다.

도2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지를 나타내는 도면이고, 도 3은 도2에서 B-B선의 단면도이다.

도4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따라 열배출부를 구비하는 멀티 캐비티 LED 패키지를 나타내는 도면이다.

도5는 본 발명의 또다른 실시 형태에 따른 열배출부를 구비하는 멀티 캐비티 LED 패키지를 나타내는 도면이다.

도6a는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 캐비티가 형성된 멀티 캐비티 LED 패키지의 본체를 나타내는 평면도이고, 도 6b는 C-C선의 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 멀티 캐비티 패키지 본체의 사시도이다.

도7a는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 캐비티가 형성된 멀티 캐비티 LED 패키지의 본체를 나타내는 평면도이고, 도 7b는 D-D선의 단면도이며, 도 7c는 도 7a의 멀티 캐비티 패키지 본체의 사시도이다.

도8a는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 캐비티가 형성된 멀티 캐비티 LED 패키지의 본체를 나타내는 평면도이고, 도 8b는 E-E선의 단면도이며, 도 8c는 도 8a의 멀티 캐비티 패키지 본체의 사시도이다.

도 9는 본 발명의 일실시형태에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지에서 LED 칩이 와이어본딩된 상태를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

100 멀티 캐비티 LED 패키지 110a 제1리드프레임

110b 제2리드프레임 120 패키지 본체

130 LED 140 제1캐비티

150a, 150b 제2캐비티

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 칩 실장영역 설계를 최적화하여 LED 칩간 광간섭이 억제되고, 광추출효율 최대화가 가능한 LED 패키지에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하, LED라 한다)는 반도체로 이루어진 고체발광소자로서 다른 열변환 발광소자에 비해 안정적이고 신뢰성이 있으며, 그 수명도 길다. 또한, 그 구동은 수 V 정도의 전압과 수십 mA의 전류로도 가능하므로 소요전력이 작다는 장점이 있어서, 발광소자로서의 그 유용성이 한층 기대되는 분야의 소재이다.

이러한 LED는 핸드폰 및 PDA의 디스플레이 등과 같은 소형 액정 디스플레이에서 백라이트 유닛으로서 광원으로 사용되고 있는 사이드 뷰 LED와 카메라가 장착된 핸드폰 및 간판 조명의 광원으로 사용되고 있는 플래쉬 LED, 그리고, 조명 및 전장용 등의 광원으로 사용되고 있는 고출력 LED 등 점점 보다 많은 영역에서 광원으로 사용됨으로써 그 적용 분야가 확대되어 가면서 차세대 조명광원으로서 개발이 요청되고 있다.

LED는 리드프레임 형태, PCB, 세라믹, 및 ALN등에 따라 패키지의 종류가 다양하다. 그 중 하나로는 리드프레임을 장착한 패키지 본체에 반사면(reflector)를 형성하여 LED로부터 발광되는 빛의 경로를 조절하는 형태가 있다.

통상, LED 패키지에는 하나의 LED가 실장되고, 그에 따라 LED를 실장하기 위하여 패키지 본체에 하나의 캐비티를 형성한다. LED는 캐비티의 저면에 실장되고 있고, LED의 주변에는 반사면이 형성되어 발광되는 빛을 캐비티 외부로 추출하도록 보조하여 광추출효율을 증가시키고 있다.

광출력을 증가시키기 위하여 LED 패키지에 두개 이상의 LED를 실장할 수 있다. 이러한 멀티칩 LED 패키지가 도1a에 나타나 있다.

종래의 멀티칩 LED 패키지(1)는 제1 및 제2 리드 프레임(10a, 10b), 패키지 본체(20), 및 LED 칩(30)을 포함한다. 패키지 본체(20)는 LED 칩(30)들을 실장하기 위한 하나의 캐비티(40)를 포함한다. 캐비티(40)의 측면은 광추출효율을 증가시키기 위하여 소정의 경사각을 갖는 반사면(41)이다. 캐비티(40)의 저면에는 LED 칩(30)의 전기적 접속을 위한 제1리드프레임(10a)의 일부 및 제2리드프레임(10b)의 일부가 노출되어 있다. LED 칩(30)들은 패키지 본체(20)상에 실장되어 제1리드프레임(10a) 및 제2리드프레임(10b)과 전기적으로 접속될 수 있고, 또한, 도1a에서와 같이 제2리드프레임(10b)상에 실장될 수도 있다. LED 칩(30)들은 제1리드프레임(10a) 및 제2리드프레임(10b)과 전기적으로 연결되기 위하여 와이어 본딩(미도시)될 수 있다.

도 1b는 도 1a에서 A-A선의 단면도이다. LED 칩(30)들은 하나의 캐비티(40)의 저면에 실장되어 있으므로 LED 칩(30)으로부터의 광은 반사면(41)으로 진행하여 외부로 추출된다. 이러한 방식의 경우 하나의 캐비티내에서 복수의 LED 칩(30)으로부터 발광되는 광이 반사되므로 각각의 LED 칩(30)을 고려한 반사면(41)의 최적설계는 용이하지 않다. 즉, 하나의 LED 칩이 하나의 캐비티내에 존재할 경우, 발광되는 광을 최대로 추출하기 위하여 반사면을 설계하는 것보다, 복수의 LED 칩의 경우 에는 그에 따른 여러가지 요인을 고려하여야한다. 그에 따라, 복수의 LED 칩으로부터의 광이 반사면(41)에서 최적으로 반사되지 않을 것이므로 광추출 효율이 낮아지게 된다.

또한, LED 칩(30)들이 서로 인접하여 실장되므로 하나의 LED 칩에서 발광된 광이 인접한 다른 LED 칩에 흡수되거나 반사되는 등의 간섭으로 인하여 단일칩 LED 패키지가 복수개 있는 경우와 비교할 때 추출효율은 더욱 낮아지게 된다.

따라서, 복수개의 LED 칩을 구비한 LED 패키지에서 광추출효율이 증가되고, 보다 높은 광출력성능을 나타낼 수 있는 고효율 고출력 멀티칩 LED 패키지에 대한 개발이 요청되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 LED 칩 실장영역 설계를 최적화하여 LED 칩간 광간섭이 억제되고, 광추출효율 최대화가 가능하여 성능이 우수하고 제품 신뢰성이 향상된 멀티 캐비티 LED 패키지를 제공하는데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지는 복수의 제1캐비티 및 적어도 하나의 제2캐비티가 형성된 LED 패키지 본체; 복수의 제1캐비티의 저면에 실장되는 복수의 LED 칩; 및 패키지 본체에 장착되며, 제2캐비티에 의해 일부영역이 노출된 제1 및 제2리드프레임;을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지는 LED칩으로부터 발생하는 열을 흡수하여 패키지 본체 외부로 배출하는 열배출부;를 더 포함할 수 있다. 열배출부는 제1 및 제2리드프레임 중 어느 하나의 리드프레임과 접촉하여 구비될 수 있다.

캐비티 중, 제1캐비티의 높이는 제2캐비티의 높이보다 낮을 수 있다. 또한, 복수의 제1캐비티 중 적어도 하나의 제1캐비티에는 LED 칩이 2개이상 실장될 수 있고, 이경우에도 제1캐비티의 높이는 제2캐비티의 높이보다 낮을 수 있다. LED 칩이 실장되는 캐비티의 내측면은 상면을 향하여 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 내측면은 반사면으로서 기능할 수 있으며 약 10° 내지 75°의 경사각을 갖는 것이 바람직하다.

제1캐비티의 횡단면은 LED 칩의 형상을 고려하여 사각형인 것이 바람직하다. 이러한 캐비티들은 패키지 본체의 사출성형시 함께 형성될 수 있다.

LED 칩이 실장된 복수의 제1캐비티는 봉지물질로 각각 봉지될 수 있는데, 파 장변황용 형광물질이 분산된 봉지물질로 봉지될 수도 있다.

복수의 LED칩 중 적어도 하나는 제2캐비티 저면에 노출된 제1 및 제2리드프레임 중 적어도 하나의 리드프레임과 와이어 본딩되어 외부전원과 전기적으로 연결될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지(100)를 나타내는 도면이고, 도 3은 도2에서 B-B선의 단면도이다. 이하, 도 2 및 3을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지(100)는 복수의 캐비티(140, 150)가 형성된 발광다이오드 패키지 본체(120); 패키지 본체(120)에 장착된 제1 및 제2리드프레임(110a, 110b); 및 캐비티(140)의 저면에 실장되는 복수의 LED 칩(130);을 포함한다. 패키지 본체(120)에 형성된 캐비티(140, 150)는 LED 칩이 실장되는 복수의 제1캐비티(140) 및, 제1 및 제2리드프레임의 일부가 패키지 본체의 상면으로 노출되도록 형성되는 제2캐비티(150a, 150b)를 포함하는 것이 바람직하다.

패키지 본체(120)에는 복수의 캐비티(140, 150)가 형성된다. 캐비티는 두가지 종류로 구성되는데, 먼저 LED 칩(130)을 실장하기 위한 복수의 제1캐비티(140)와 LED 칩(130)을 외부전원과 전기적으로 연결하기 위한 제2캐비티(150a, 150b)로 구성된다.

제1캐비티(140)는 LED 칩(130)이 실장되기 위한 캐비티로서, 각각의 제1캐비티(140)마다 하나의 LED 칩(130)이 실장될 수 있다. 제1캐비티(140)의 내부의 측면은 LED 칩(130)으로부터의 광을 반사시켜 광추출효율을 높이기 위한 반사면(141)이다.

즉, LED 칩(130)이 실장되는 캐비티의 내측면인 반사면(141)은 상면을 향하여 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 반사면(141)은 LED 칩(130)으로부터 발광된 광을 상부 방향으로 안내하도록 설계되어 있다. 반사면(141)은 LED 칩(130)의 특성 및 제1캐비티(140)의 높이, 그리고, 원하는 광출력에 따라 경사각이 조절될 수 있다. 일반적으로 반사면(141)은 약 10° 내지 75°의 경사각을 갖는 것이 바람직하 다.

따라서, 각각의 LED 칩(130)의 특성에 따라 최대광추출 및 광출력이 가능한 구조로 제1캐비티(140)를 형성할 수 있어서, 각 LED 칩(130)별 광의 제어가 가능하다. 예를 들어, 복수의 LED 칩(130)이 각각 다른 색깔을 발광하는 LED인 경우라면, 여러가지 색깔을 구현하기 위하여 더 높은 출력이 필요한 색깔을 발광하는 LED와 그보다 낮은 출력이 필요한 색깔을 발광하는 LED는 각각 별도로 제1캐비티(140)를 다르게 형성하여 최종적으로 출력되는 광의 색깔을 조절할 수 있다.

LED 칩으로부터의 광은 해당 제1캐비티내에서 추출되므로 다른 LED 칩에 기인한 광간섭이 발생하지 않는다. 또한 인접 LED 칩과는 캐비티의 측면, 즉 일종의 격벽에 의하여 분리되어 있으므로 주변 LED 칩에 의한 광흡수가 최소화되어 광추출효율이 최대화될 수 있다.

제1캐비티(140)의 횡단면은 LED 칩의 형상을 고려하여 형성되는 것이 바람직하다. 도 1a에 도시된 종래의 패키지 본체(120)에 형성되는 캐비티는 리드프레임과 접속하기 위하여 측단면이 원형이었으나, 본 발명에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지(100)는 각각의 LED 칩(130)을 개별적으로 실장할 수 있는 제1캐비티(140)가 형성되는 것이므로 LED 칩(130)의 형상과 유사한 형상을 갖는 경우, 보다 소형의 멀티 캐비티 LED 패키지(100)가 제조된다. 또한, 제1캐비티(140)는 LED 칩(130) 형상 이외에도 LED 칩(130)으로부터의 광을 보다 효율적으로 추출하기 위한 형상일 수 있다.

제2캐비티(150a, 150b)는 각각 제1리드프레임(110a) 및 제2리드프레임(110b)의 일부가 패키지 본체(120)의 상면으로 노출되도록 형성된다. 제2캐비티(150a, 150b)는 LED 칩(130)이 실장된 제1캐비티(140)의 어레이 중, 최외곽의 제1캐비티(140) 근처에 형성된다. 제2캐비티(150a, 150b)의 형상은 LED 칩(130)과 제1리드프레임(110a) 및 제2리드프레임(110b)이 접속할 수 있다면, 어떠한 형상으로도 형성될 수 있다.

제1캐비티(140) 및 제2캐비티(150a, 150b)는 패키지 본체(120)와 함께 형성될 수 있다. 패키지 본체(120)는 제1리드프레임(110a) 및 제2리드프레임(110b)을 준비한 후, 리드프레임들상에 사출성형하여 형성될 수 있는데, 이 때, 사출성형시 캐비티들을 동시에 형성하는 것이 바람직하다.

제1리드프레임(110a) 및 제2리드프레임(110b)은 패키지 본체(120)에 장착된다. 리드프레임들은 패키지 본체(120)로부터 외부방향으로 연장되어 외부전극단자를 형성한다. 리드프레임들은 LED 칩(130)과 전기적으로 연결되어 멀티 캐비티 LED 패키지(100)에 외부전원을 공급한다. 리드프레임은 제2캐비티(150a)가 상면에 형성된 제1리드프레임(110a)거나 또는 제1캐비티(140) 및 제2캐비티(150b)가 모두 형성 된 제2리드프레임(110b)일 수 있다. 제2리드프레임(110b)과 같이 상면에 제1캐비티(140) 및 제2캐비티(150b)가 모두 형성된 구조의 리드프레임에 대하여는 이하 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

제1캐비티(140)의 저면에는 LED 칩(130)이 실장된다. LED 칩(130)은 여러 종류의 색깔을 발광할 수 있다. LED 칩(130)은 각 재료물질의 특성에서 나타나는 고유한 색을 나타낼 수 있는데, 예를 들면, 청색, 녹색, 적색, 황색, 및 등황색을 나타낼 수 있다. LED 칩(130)은 발광을 원하는 색상을 고려하여 당업자가 적절히 선택할 수 있음이 자명할 것이다.

또는, LED 칩(130)은 색상이 없는 자외선을 발광하는 LED 칩일 수 있다. 자외선 LED의 경우에는 색상을 나타내지 않으므로 이하에서 설명할 형광체를 이용하여 색깔을 나타내도록 하거나, 백색광을 발광하도록 할 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 LED 칩(130)은 예를 들면, GaP계, GaPAsP계, GaAs계, GaAlAs계, InGaAlP계, GaN계, 및 SiC계 다이오드 중 선택하여 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도4, 및 도5에는 열배출부를 구비하는 멀티 캐비티 LED 패키지가 도시되어 있다. 이하, 도 2내지 5를 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지는 LED칩으로부터 발생하는 열을 흡수하여 패키지 본체(120) 외부로 배출하는 열배출부(heatsink slug)(160)를 더 포함할 수 있다. 열배출부(160)는 LED 칩(130)으로부터 발생하는 열을 외부로 배출하여야 하므로 직접 또는 간접적으로 LED 칩(130)과 접촉한다. 열배출부(160)는 열전도성 물질인 것이 바람직하며, 예를 들면 금속일 수 있다.

도 4를 참조하면, 멀티 캐비티 LED 패키지(100)에 열배출부(160)가 제2리드프레임(110b)과 접촉되어 일체형으로 구비되어 있다. 열배출부(160)는 LED 칩(130)으로부터 발생한 광의 진행방향과 반대방향(화살표로 표시)으로 열을 배출한다. 제2리드프레임(110b)은 상면에 제1캐비티(140) 및 제2캐비티(150b)가 모두 형성되어 있어서, 제1캐비티(140)의 저면에 실장된 LED 칩(130)과 접촉될 수 있다. 따라서, 접촉된 LED 칩(130)으로부터 발생한 열이 제2리드프레임(110b)으로 전달되면, 열배출부(160)를 통하여 열이 외부로 방출된다.

도 5를 참조하면, 열배출부(170)가 도4에서와 다른 형태로 구비되어 있다. 열배출부(170)는 패키지 본체의 하면에 위치하며, LED 칩(130)들과 직접적으로 접촉된다. 따라서, 열배출부(170)는 제2리드프레임(110b)과는 접촉되지 않고 분리되어 있으며, 제2리드프레임(110b)은 LED 칩(130)과 별도의 와이어 본딩을 통하여만 전기적으로 연결된다.

열배출부(160)를 통하여 LED 칩(130)으로부터 발열된 열을 배출하지 않으면 LED 칩(130) 자체가 열화되고 통상 수지를 사출성형하여 형성되는 패키지 본체 또한 열에 의해 불리한 영향을 받을 수 있으므로 열배출부를 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 멀티 캐비티 LED 패키지에서는 다수의 칩이 실장되어 발광되므로 더욱 열이 효과적으로 배출될 필요가 있다.

도6a는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 캐비티가 형성된 멀티 캐비티 LED 패키지의 본체를 나타내는 평면도이고, 도 6b는 C-C선의 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 멀티 캐비티 패키지 본체의 사시도이다. 이하, 도 2, 3, 6a 내지 6c를 참조하여 설명하기로 한다.

도6a에서 제1캐비티(240)가 16개 형성되어 있고, 각각의 제1캐비티(240)에는 LED 칩(230)이 실장되어 있다. LED 칩(230)은 사각형이고, 그에 따라 제1캐비티(240)도 사각형으로 형성되어 있다. 도6b에서 보면, 제1캐비티(240)는 인접한 제1캐비티(240)와의 사이에 형성된 격벽의 높이가 패키지 본체의 높이보다 낮다. 여기서, 격벽의 높이는 제1캐비티의 저면에서부터 측정된 높이이고, 패키지 본체의 높이는 제1캐비티의 저면을 연장한 가상의 면에서부터 패키지 본체의 상면까지의 높이를 의미한다.

이는 LED 칩(230)을 전기적으로 연결하기 위하여 와이어 본딩하는 경우, 격벽의 높이가 낮으므로 보다 용이하게 수행할 수 있기 때문이다. 또한, 격벽의 높이를 조절하여 반사면(241)의 최적의 경사각을 조절할 수 있다. 즉, 만약, 패키지 본체(220)높이가 높은 경우, 최적의 경사각을 형성하기 위하여는 제1캐비티(240)의 저면의 면적이 LED 칩(230)을 실장하기에 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 격벽의 높이를 낮추면 최적의 경사각이 작은 경우 발광효율 최대화를 위하여 제1캐비티(240)를 설계할 수 있는 것이다.

도 6c는 이러한 제1캐비티(340)만이 형성된 패키지 본체(320)의 사시도이다. 제1캐비티(340)들은 모두 패키지 본체(320)의 높이보다 낮은 높이로 형성되어 있다.

도7a는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 캐비티가 형성된 멀티 캐비티 LED 패키지의 본체를 나타내는 평면도이고, 도 7b는 D-D선의 단면도이며, 도 7c는 도 7a의 멀티 캐비티 패키지 본체의 사시도이다. 이하, 도 2, 3, 7a 내지 7c를 참조하여 설명하기로 한다.

도7a에서 제1캐비티(340)가 4개 형성되어 있고, 각각의 제1캐비티(340)에는 LED 칩(330)이 4개씩 실장되어 있다. 멀티칩 LED 패키지에는 복수개의 LED 칩(330)이 실장되어야 하나, 소형의 패키지 본체에 캐비티를 복수개 형성하는 것은 공정상 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 보다 많은 LED 칩(330)을 실장하기 위하여 제1캐비티(340)를 4개만 형성하고 각각의 제1캐비티(340)의 크기를 조절하여 원하는 수의 LED 칩(330)을 실장할 수 있다. 도7b에서 보면, 제1캐비티(340)는 2개의 LED 칩(330)이 실장되어 있다.

이 때, 4개의 LED 칩(330)의 특성 및 위치를 고려하여 발광효율의 최대화를 위하여 제1캐비티(340)의 반사면(341)을 설계할 수 있다. 본 도면에서는 하나의 제1캐비티(340)에 4개의 LED 칩(330)이 실장된 것으로 도시하였으나 3개 또는 5개와 같이 복수의 LED 칩(330)이 실장될 수 있음은 자명할 것이다.

도 7c는 이러한 제1캐비티(340)만이 형성된 패키지 본체(320)의 사시도이다. 제1캐비티(340)들은 실장될 칩이 보다 효율적으로 위치할 수 있는 형상으로 형성되고, 반사면(341)의 경사각도 실장될 칩의 개수와 특성에 따라 조절된다.

도8a는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 캐비티가 형성된 멀티 캐비티 LED 패키지의 본체를 나타내는 평면도이고, 도 8b는 E-E선의 단면도이며, 도 8c는 도 8a의 멀티 캐비티 패키지 본체의 사시도이다. 도 8a내지 도8c에 도시된 패키지 본체(420)에는 도6a 및 도7에 도시된 제1캐비티의 특징을 함께 구현한 제1캐비티(440)것으로서 전체 16개의 LED 칩(430) 실장을 위하여 4개의 제1캐비티(440)가 형성되어 있고, 각 제1캐비티(440) 사이의 격벽의 높이는 패키지 본체(420)의 높이 보다 낮게 형성되어 있다.

도 9는 본 발명의 일실시형태에 따른 멀티 캐비티 LED 패키지에서 LED 칩이 와이어본딩된 상태를 나타내는 도면이다.

제1캐비티(540)에 실장된 LED 칩(530)은 외부단자인 제1리드프레임(510a) 및 제2리드프레임(510b)과 전기적으로 연결되어야 한다. 따라서, LED 칩(530)은 제2캐비티(550a, 550b)를 통하여 와이어 본딩되어 각각 제1리드프레임(510a) 및 제2리드프레임(510b)과 전기적으로 연결된다.

와이어(250)는 각 LED 칩(530)사이와, LED 칩(530)과 리드 프레임(210) 간의 전기적 연결을 위한 전선이며, LED 패키지에 사용되는 와이어라면 어떤 것이든 사용될 수 있다. 예를 들면, 와이어(580)는 금(gold)선일 수 있다.

LED 칩(530) 및 리드프레임들이 와이어 본딩되어 연결되면 각각의 제1캐비티(540)는 봉지물질(590)로 각각 봉지될 수 있다. 봉지물질에는 파장변황용 형광물질(미도시)을 분산시켜 사용할 수 있다. 봉지물질(590)은 수지를 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시 수지 또는 실리콘 수지일 수 있다. 파장변환용 형광물질(미도시)은 LED 칩(530)으로부터 발광된 광을 흡수하여 다른 파장의 광을 발광하는 형광체를 사용할 수 있다. 파장변환용 형광물질(미도시)을 이용하여 LED 칩(530)과는 다 른 색깔을 발광하도록 할 수 있다.

실시예

<발광효율측정 시뮬레이션 실험>

종래의 단일 캐비티 멀티칩 LED 패키지(비교예1) 및 본 발명의 멀티캐비티 멀티칩 LED 패키지(실시예1) 이용하여 16개의 LED 칩에 대한 광추출효율 시뮬레이션 실험을 수행하였다. 1개의 LED 칩의 이상적인 광출력치는 1 lm으로 설정하여 수행하였다. 그에 대한 결과는 다음의 표1에 나타나 있다.

	샘플수	이상적인 광출력치 (lm)	측정된 광출력치 (lm)	광출력효율 (%)
비교예 1	905012	16	9.0699	56.7
실시예 1	958497	16	10.665	68.5

시뮬레이션 실험으로부터 종래의 단일 캐비티에 멀티칩을 실장한 형태의 LED 패키지에서보다, 본 발명에 따라 복수의 캐비티에 멀티칩이 실장된 형태에서의 LED 패키지가 11.8% 높은 수준으로 향상된 광출력효율을 나타내는 것을 알 수 있었다.

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.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 LED 칩을 실장하는 경우, 개별LED 칩마다의 실장영역을 설계할 수 있어서, 각각의 LED 칩의 광추출효율을 최대화할 수 있고, LED 칩간 광간섭을 억제할 수 있다. 그에 따라 발광성능을 보다 우수하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 보다 다수의 LED 칩을 보다 소형으로 실장할 수 있어서 제품소형화 추세에 부응하면서도 광효율은 획기적으로 증대되어 LED 패키지 제품의 신뢰성 및 출력성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 일면에, 복수의 제1캐비티 및 적어도 하나의 제2캐비티가 형성된 LED 패키지 본체;

   상기 복수의 제1캐비티의 저면에 실장되는 복수의 LED 칩; 및

   상기 패키지 본체에 장착되며, 상기 제2캐비티에 의해 일부영역이 노출된 제1 및 제2리드프레임;을 포함하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 LED 칩의 하면과 접촉하도록 형성되고,

   상기 LED칩으로부터 발생하는 열을 흡수하여 상기 패키지 본체 외부로 배출하는 열배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2리드프레임 중 어느 하나의 리드프레임과 접촉하도록 형성되고, 상기 LED칩으로부터 발생하는 열을 흡수하여 상기 패키지 본체 외부로 배출하는 열배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1캐비티의 높이는 상기 패키지 본체의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 제1캐비티 중 적어도 하나의 제1캐비티에는 상기 LED 칩이 2개이상 실장되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1캐비티의 높이는 상기 패키지 본체의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제1캐비티의 내측면이 상면을 향하여 상기 제1캐비티가 넓어지도록 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
8. 제7항에 있어서,

   상기 내측면은 10° 내지 75°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제1캐비티의 횡단면은 사각형인 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
10. 제1항에 있어서,

    상기 캐비티는 상기 패키지 본체의 사출성형시 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
11. 제1항에 있어서,

    상기 복수의 제1캐비티는 봉지물질(encapsulant)로 각각 봉지되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
12. 제11항에 있어서,

    상기 봉지물질은 형광물질이 분산된 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.
13. 제1항에 있어서,

    상기 복수의 LED칩 중 적어도 하나는 상기 제2캐비티 저면에 노출된 상기 제1 및 제2리드프레임 중 적어도 하나의 리드프레임과 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비티 LED 패키지.

Images