KR100870066B1 - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.

본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 플레이트 형상의 기판과 상기 기판상에 서로 절연되도록 절연물에 의해 구획된 복수의 전극 패턴과 상기 전극 패턴 상에 형성되고 상기 전극 패턴의 일부가 노출된 개구부를 갖는 하우징과 상기 기판 하부에 형성되며 상기 전극 패턴과 적어도 하나의 단차진 층으로 형성된 비아홀을 통해 전기적으로 접속되는 솔더링 패드를 특징으로 한다.

Description

발광다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 기판에 비아홀을 갖는 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.

발광다이오드는 전기에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드갭(Band Gap)에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성된다. 최근에 적용분야의 다양화로 인해 사용량이 늘어나고 있는 발광다이오드는 사용목적 및 요구되는 형태에 따라 패키지(Package) 형태로 제공된다. 일반적으로 발광다이오드 패키지는 발광다이오드 칩(Chip)을 전극 패턴이 형성된 기판 또는 리드 프레임(Lead Frame) 상에 실장한 후에 상기 칩의 단자와 전극 패드(Electrode Pad)를 전기적으로 연결하는 방식으로 제조된다.

최근에는 발광다이오드 패키지의 형태에 따라 사출식 몰드 패키지와 세라믹 몰드(Ceramic Mold) 패키지로 구분된다. 세라믹 몰드 패키지는 장착공간의 형상에 맞도록 성형할 수 있는 고전도성의 세라믹을 패키지 하우징(Housing)과 몰드 재료 로 적용하여 방열 효율이 향상된 발광다이오드 패키지이다.

이러한 세라믹 몰드 패키지는 비아홀(Via hole)을 수직으로 뚫어서 솔더링 패드(Soldering Pad)와 전극 패드를 연결하게 된다. 그러나 비아홀이 수직으로 가공되어 형성되기 때문에 전극 패드와 솔더링 패드 연결시에 전극 패드의 개수와 위치에 따라 솔더링 패드의 위치가 한쪽으로 치우치게 되거나 일관성 없이 위치하게 되어 공간적 제약을 받는 문제점이 있다. 또한, 인쇄회로 기판에 발광다이오드 패키지를 실장 할 때마다 인쇄회로 기판의 패턴 설계를 달리해야하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 전극 패턴의 위치와 상관없이 다양한 솔더링 패드의 패턴을 표현할 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여,

본 발명의 일 형태에 따르면, 본 발명은 플레이트 형상의 기판을 사용할 수 있다.

상기 기판은 기판상에 서로 절연되도록 절연물에 의해 구획된 복수의 전극 패턴이 마련되고, 상기 전극 패턴 상에 형성되고 상기 전극 패턴의 일부가 노출된 개구부를 갖는 하우징을 가질 수 있다.

상기 기판 하부에 형성되며 상기 전극 패턴과 적어도 하나의 단차진 층으로 형성된 비아홀을 통해 전기적으로 접속되는 솔더링 패드를 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 전극 패턴 형상의 구애 없이 솔더링 패드 형상의 규격화가 가능하며, 인쇄회로 기판에 발광다이오드 패키지의 실장시 인쇄회로 패턴의 재설계가 필요 없이 기존 패턴의 사용이 가능하여 경제적인 효과를 제공할 수 있다.

또한, 비아홀을 이용하여 발광다이오드 칩에서 발생된 열을 외부로 방출할 수 있기 때문에 방열 또한 우수한 효과가 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제 및 이점들은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 분해 사시도 이다.

도 1을 참조하면, 발광다이오드 패키지는 기판(1), 전극 패턴(3), 발광다이오드 칩(5), 하우징(7) 및 솔더링 패드(9)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기판(1)은 플레이트 형상으로 절연성 세라믹 또는 열전도성 플라스틱으로 형성된다. 예컨대, 기판(1)은 장착부가 협소하거나 특정 형태의 공간에 적용이 용이한 고열전도성 세라믹을 적용할 수 있다. 따라서, 광을 발생시키는 발광다이오드 칩(5)으로부터 발산되는 열을 효과적으로 방열시켜 발광특성이 우수한 발광다이오드 패키지를 제공할 수 있다.

상기 전극 패턴(3)은 기판(1)상에 마련되며 절연된 기판(1)에 의하여 전기적 으로 절연된 복수의 영역으로 구분된다. 이러한 전극 패턴(3)은 전기전도성과 열전도성이 우수한 금속으로 형성될 수 있다. 따라서 은(Ag)과 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다.

또한, 전극 패턴(3)의 상부에는 발광다이오드 칩(5)이 실장 되며, 실장된 발광다이오드 칩(5)과 전기적으로 접속되어 발광다이오드 칩(5)에 전압을 인가할 수 있다. 이러한 전극 패턴(3)은 실장되는 발광다이오드 칩(5)의 수와 실장 방법 및 전기적인 연결 방식에 따라 그 수가 결정될 수 있다. 따라서, 전극 패턴(3)에는 적어도 하나의 발광다이오드 칩(5)이 부착되어 고정되며 발광다이오드 칩(5)의 구동시 발생되는 열을 외부로 방출하기 위해 제1 비아홀(15)과 제2 비아홀(25)이 구비될 수 있다.

상기 발광다이오드 칩(5)은 상기 전극 패턴(3) 상에 실장 된다. 여기서 발광다이오드 칩(5)의 단자와 전극 패턴(3)은 와이어(19)로 연결될 수 있으나, 이와 달리 플립칩 방식에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 따라서, 발광다이오드 칩(5)은 에폭시 수지(Ag Epoxy)나 공융접착제(Eutectic Solder)와 같은 접착 수단으로 기판(1)상에 고정될 수 있다.

상기 하우징(7)은 상기 전극 패턴(3)을 둘러싸고 있으며, 상기 발광다이오드 칩(5)이 실장 되는 부분에 개구부(17)를 가지고, 발광다이오드 칩(5) 및 전극 패턴(3)의 중심부가 외부로 노출되는 형상의 외장재이다. 여기서 개구부(17)의 깊이는 발광다이오드 칩(5)과 와이어(19)가 매립될 수 있는 최소한의 깊이로 할 수 있다. 그리고 개구부(17)를 정의하는 내부 측벽은 상부와 하부가 같은 폭을 가질 수 있고, 내부 측벽의 하부가 상부보다 작은 폭을 가지는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 내부 측벽에는 상부를 향해 광이 조사되도록 반사물질이 도포 될 수도 있다.

상기 솔더링 패드(9)는 상기 기판(1)의 하부면에 전극 패드 타입 또는 인쇄회로 기판(Printed Circuit Board; PCB) 타입으로 형성할 수 있다.

이러한 솔더링 패드(9)는 제1 비아홀(15)과 제2 비아홀(25)을 통해 전극 패턴(3)과 전기적으로 접속되어 인쇄회로기판 또는 다른 기기에 발광다이오드 패키지를 실장 시킬 때 전기적인 연결을 가능하게 한다.

또한, 상기 하우징(7)의 내부 홈에 위치한 발광다이오드 칩(5) 상에 위치되며, 투명한 물질로 채워져 외부로부터 발광다이오드 칩(5)을 보호하는 동시에 입사광의 진행경로를 변환하는 렌즈와 같은 기능을 할 수 있는 몰딩재(20)가 더 구비될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 사시도이며, 도 3은 도 4의 A-A′선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 도 2의 평면도이고, 도 5는 도 2의 저면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판(1) 상에 개구부(17)를 갖는 하우징(7)이 형성되어 있다.

상기 기판(1)의 일면에 전극 패턴(3)이 형성되어 있고, 상기 기판(1)의 다른 면에 솔더링 패드(9)가 형성되어 있다. 상기 전극 패턴(3) 및 상기 솔더링 패드(9)는 상기 기판(1)을 관통하여 형성된 비아홀(15, 25)을 통해 서로 접속될 수 있다.

상기 전극 패턴(3)과 상기 솔더링 패드(9)는 상기 비아홀(15, 25)에 채워진 전도성 금속에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

예컨데, 상기 비아홀(15, 25) 내에 전기 및 열 전도성이 우수한 금속인 은(Ag)이 채워질 수 있다.

상기 개구부(17)를 통하여 상기 기판(1)에 형성된 전극 패턴(3)의 일부분이 노출될 수 있고, 상기 노출된 전극 패턴(3) 상에 발광다이오드 칩이 실장 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판(1)에는 제1 비아홀(15) 및 제2 비아홀(25)이 형성될 수 있다. 상기 제1 비아홀(15)은 발광다이오드 칩의 방열 기능을 하는 것으로서, 상기 발광다이오드 칩이 실장되는 전극 패턴(3)이 상기 제1 비아홀(15)을 통하여 상기 솔더링 패드(9)에 접속될 수 있다.

상기 제1 비아홀(15)은 상부 비아홀(15a) 및 하부 비아홀(15b)로 구성될 수 있다. 상기 상부 비아홀(15a)과 상기 하부 비아홀(15b)은 일부 중첩되어 형성될 수 있고, 횡단면 형상이 서로 다를 수도 있다.

예컨데, 상기 상부 비아홀(15a)은 상기 하부 비아홀(15b)보다 개구 면적을 넓게 형성함으로써 상기 발광다이오드 칩의 발열이 효과적으로 방출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전극 패턴(3)의 형상 및 배치는 상기 솔더링 패드(9)의 형상 및 배치와 다르게 형성될 수 있다. 제1 비아홀(15)을 상기 상부 비아홀(15a) 및 상기 하부 비아홀(15b)로 구성함으로써, 상기 솔더링 패드(9)를 일정 규격에 따라 배치하더라도 상기 전극 패턴(3)의 배치를 달리하여 발광다이오드 칩을 실장 할 수 있다.

상기 제2 비아홀(25) 또한 상기 제1 비아홀(15)과 마찬가지로 상부와 하부의 형상이 다르게 형성될 수 있다. 그러나, 제1 비아홀(15)과 달리 상기 제2 비아홀(25)을 통해 접속되는 전극 패턴(3) 및 솔더링 패드(9)는 방열효과보다는 전기적으로 연결되는 것으로 충분하기 때문에, 상기 제2 비아홀(25)은 상기 전극 패턴(3)과 상기 솔더링 패드(9)에 중첩되는 것으로 충분하다.

도 6 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 사시도이다.

도면을 참조하면, 발광다이오드 패키지는 기판(51), 전극 패턴(53), 하우징(57) 및 비아 패턴(55)을 포함하여 구성될 수 있다.

기판(51)은 모서리 각각에 기판(51) 상부와 하부에 걸쳐 홈이 형성될 수 있으며, 전극 패턴(53)은 기판(51) 상부에 절연된 복수의 영역으로 구분될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서 상기 홈은 상기 제1 실시예의 제2 비아홀(25)에 대응되는 구성요소이다. 즉, 발광다이오드 칩이 실장되는 전극 패턴은 단차진 비아홀(미도시)을 통해 제1 솔더링 패드와 접속되고, 다른 전극 패턴은 상기 홈에 형성된 비아 패턴(55)에 의해 제2 솔더링 패드와 연결될 수 있다.

비아 패턴(55)은 상기 기판(51)에 형성된 홈을 정의하는 내주면에 전도성 물질이 도포 되어 형성되고 비아홀(미도시)에 전도성 물질이 충진되어 형성될 수 있다.

기판(51)의 모서리에 위치한 복수의 전극 패턴(53)은 홈의 내주면에 위치한 비아 패턴(55)을 통해 기판(51)의 하부면에 형성된 솔더링 패드(미도시)와 전기적 으로 연결될 수 있다. 그리고, 나머지 전극 패턴(53)들은 선술된 적어도 하나의 단차진 층으로 형성된 비아홀(미도시)에 전도성 물질이 충진되어 솔더링 패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명은 몰딩재(20) 및 하우징(7) 내부로 흡수 또는 산란되어 손실되는 광을 확보하는 탑 뷰(Top View) 형의 발광다이오드 소자에 적용하였으나, 이를 사이드 뷰(Side View) 형의 발광다이오드 소자에 적용하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 분해 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 사시도,

도 3은 도 4의 A-A′선을 따라 절단한 단면도,

도 4는 도 2의 평면도,

도 5는 도 2의 저면도,

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 기판 3: 전극 패턴

5: 발광다이오드 칩 7: 하우징

9: 솔더링 패드 15: 제1 비아홀

15a: 상부 비아홀 15b: 하부 비아홀

19: 와이어 25: 제2 비아홀

Claims (10)

1. 플레이트 형상의 기판;

   상기 기판상에 서로 절연되도록 절연물에 의해 구획된 복수의 전극 패턴;

   상기 전극 패턴 상에 형성되고 상기 전극 패턴의 일부가 노출된 개구부를 갖는 하우징;

   상기 기판 하부에 형성되며 상기 전극 패턴과 적어도 하나의 단차진 층으로 형성된 비아홀을 통해 전기적으로 접속되는 솔더링 패드를 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판은 복수개의 비아홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
4. 청구항 3에 있어서,

   적어도 하나의 비아홀은 형상이 서로 다른 상부 비아홀 및 하부 비아홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 비아홀에 전도성 금속이 충진된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 전도성 금속은 은(Ag)인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 상부 비아홀은 상기 전극 패턴과 중첩되어 형성되고 상기 상부 비아홀과 중첩된 상기 전극 패턴 상에 발광다이오드 칩이 실장되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 하부 비아홀은 솔더링 패드와 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
9. 청구항 7 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 상부 비아홀과 상기 하부 비아홀은 일부 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
10. 모서리의 상부와 하부에 걸쳐 홈이 형성된 기판;

    상기 기판상에 서로 절연되도록 절연물에 의해 구획된 복수의 전극 패턴;

    상기 전극 패턴 상에 형성되고 상기 전극 패턴의 일부가 노출된 개구부를 갖는 하우징;

    상기 기판의 하부에 형성되며 적어도 하나의 단차진 층으로 형성된 비아홀을 통해 상기 전극 패턴과 전기적으로 접속되는 제1 솔더링 패드;

    상기 홈의 내주면에 형성된 비아 패턴;

    상기 기판의 하부에 형성되며 상기 비아 패턴을 통해 상기 전극 패턴과 연결된 제2 솔더링 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.

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