KR100882588B1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

개시된 발광 다이오드 패키지는 LED 칩 및 기판을 포함할 수 있으며, LED 칩이 실장되는 기판은 일면에 제1 및 제2 전극 패드가 마련되고, 타면에 제1 및 제2 솔더링 패드가 마련되며, 제1 및 제2 전극 패드와 제1 및 제2 솔더링 패드를 각각 전기적으로 연결하는 제1 및 제2 비아 패턴이 기판을 관통하여 마련될 수 있다. 비아 패턴들 중 LED 칩이 실장되는 전극 패드와 연결된 비아 패턴은 기판의 중심부를 포함하면서, 중심축이 중심부로부터 일측으로 편향될 수 있고, 횡단면적이 다른 비아 패턴의 횡단면적보다 클 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, LED 칩으로부터 발생되는 열을 별도의 히트 싱크 없이 비아 패턴 및 솔더링 패드를 이용하여 외부로 방열할 수 있게 된다.

발광 다이오드 패키지

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 특히 LED 칩이 실장되는 기판의 재질이 세라믹인 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.

정보통신의 발달과 더불어 화합물 반도체 기술의 발전은 새로운 빛의 혁명을 예고하고 있다.

LED(light emitting diode)로 잘 알려진 발광 다이오드는 전자 제품에서 문자나 이미지 등을 표시하기 위한 것으로, 반도체의 p-n 접합부에 전류가 흐르면 빛을 내는 금속간 화합물 접합 다이오드를 말한다.

도 1은 종래 일반적인 발광 다이오드 패키지를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(10)는 리드 프레임(lead frame;11)과, 히트 싱크(heat sink;12)와, LED 칩(chip;13)과, 하우징(housing;14) 및 밀봉부(15)를 포함할 수 있다.

상기 리드 프레임(11)은 전극으로 기능하며, 전도성 와이어(wire;16)에 의하여 LED 칩(13)과 접속될 수 있다.

상기 LED 칩(13)이 실장되는 상기 히트 싱크(12)는 발광 다이오드 패키 지(10)의 구동 시, LED 칩(13)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있다.

상기 하우징(14)은 발광 다이오드 패키지(10)의 외장재로서, 하우징(14) 상부의 경우, LED 칩(13)으로부터 발광되는 빛의 굴절률에 변화를 주는 기능을 수행할 수 있다.

상기 밀봉부(15)는 외부로부터 LED 칩(13)을 보호함과 더불어 렌즈로서의 역할을 수행할 수 있다.

상기와 같은 구조의 발광 다이오드 패키지(10)의 경우, LED 칩(13)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하기 위하여 별도로 히트 싱크(12)를 제작해야 하므로 비경제적이고, 발광 다이오드 패키지(10)의 제조에 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방열 효율을 유지하면서 생산성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 패키지는 기판과, 반사판과, LED 칩과, 몰딩부를 포함할 수 있다.

상기 LED 칩이 실장되는 상기 기판은 일면에 제1 및 제2 전극 패드가 마련되고, 타면에 제1 및 제2 솔더링 패드가 마련될 수 있다.

상기 제1 및 제2 전극 패드와 상기 제1 및 제2 솔더링 패드를 각각 전기적으로 연결하는 제1 및 제2 비아 패턴이 상기 기판을 관통하여 마련될 수 있다.

상기 비아 패턴들 중 상기 LED 칩이 실장되는 전극 패드와 연결된 비아 패턴은 상기 기판의 중심부를 포함하면서, 중심축이 상기 중심부로부터 일측으로 편향될 수 있고, 횡단면적이 다른 비아 패턴보다 클 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따르면, 별도로 히트 싱크의 부착없이 비아 패턴을 이용하여 LED 칩으로부터 발생된 열을 외부로 방출할 수 있으므로 경제적이고, 발광 다이오드 패키지의 방열 효율을 유지하면서 그 구조 및 제조를 단순화함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 평면도이고, 도 3은 도 2의 저면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ´에 따른 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)는 기판(110)과, 반사판(120)과, LED 칩(130) 및 몰딩부(140)를 포함할 수 있다.

상기 기판(110)은 절연성을 가진 세라믹 재질로서, 일면에 제1 전극 패드(electrode pad;111a) 및 제2 전극 패드(111b)가 마련되고, 타면에 제1 솔더링 패드(soldering pad;112a) 및 제2 솔더링 패드(112b)가 마련될 수 있다.

상기 전극 패드(111)들과 상기 솔더링 패드(112)들은 기판(110)을 관통하여 형성된 비아 패턴(via pattern;113)들에 의해 접속될 수 있다.

즉, 제1 전극 패드(111a)와 제1 솔더링 패드(112a)는 제1 비아 패턴(113a)에 의해 접속될 수 있고, 제2 전극 패드(111b)와 제2 솔더링 패드(112b)는 제2 비아 패턴(113b)에 의해 접속될 수 있다.

상기 제1 및 제2 전극 패드(111)는 서로 절연된 상태로서, 제1 전극 패드(111a) 상에 LED 칩(130)이 실장되고, 실장된 LED 칩(130)은 제1 및 제2 전극 패드(111)와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 전기적인 연결은 간접 연결과 직접 연결이 가능하다.

상기 간접 연결 방법은 2개의 전도성 와이어(131)에 의하여 LED 칩(130)과 제1 및 제 2 전극 패드(111)를 연결하거나, LED 칩(130)은 제1 전극 패드(111a)와는 직접 접촉에 의하여 연결하고, 제 2 전극 패드(111b)와는 전도성 와이어(131)에 의하여 연결하는 것이다.

상기 직접 연결 방법은 LED 칩과(130) 제1 전극 패드(111a)를 직접 접촉에 의하여 연결하는 것이다.

상기 제1 및 제2 솔더링 패드(112)는 발광 다이오드 패키지(100)를 인쇄회로기판(미도시) 또는 다른 기기(미도시)에 장착하는 기능을 가질 수 있다.

상기 제1 및 제2 솔더링 패드(112)는 서로 절연된 상태로서, 절연 구역을 제외하고는 기판(110) 타면에 전면적으로 마련될 수 있는데, 이는 외부로 노출된 제1 및 제2 솔더링 패드(112)의 표면적을 증가시키기 위함이다.

상기 제1 및 제2 비아 패턴(113)은 상기 제1 및 제2 전극 패드(111)와 상기 제1 및 제2 솔더볼 패드(112)가 중첩되는 상기 기판(110)의 내부를 수직 방향으로 관통하여 형성된 비아 홀(via hole;미도시)에 전도성 물질이 채워지거나, 비아 홀의 내면에 전도성 물질을 코팅함으로써 마련될 수 있다.

상기 비아 패턴(113)들 중 LED 칩(130)이 실장된 제1 전극 패드(111a)와 이에 대응하는 제1 솔더링 패드(112a)를 접속시키는 제1 비아 패턴(113a)은 기판(110)의 중심부를 포함하여, 중심축(C')이 기판의 중심(C)으로부터 일측으로 편향될 수 있다.

즉, 상기 중심축(C')은 제2 비아 패턴(113b)으로부터 멀어지는 방향으로 편향될 수 있다.

상기 제1 비아 패턴(113a)의 횡단면적은 제2 비아 패턴(113b)의 횡단면적보다 클 수 있다.

이는 기판(110)에서 차지하는 제1 비아 패턴(113a)의 면적을 넓게 하여, 발광 다이오드 패키지(100)의 구동 시, LED 칩(130)으로부터 발생되는 열의 흡수량과 외부 방출 경로를 확장하기 위함이다.

상기 전극 패드(111)들과, 상기 솔더링 패드(112)들 및 상기 비아 패턴(113)들은 전도성 물질로 이루어지며, 상기 전도성 물질은 Ag일 수 있다.

상기 반사판(120)은 상기 기판(110)의 일면 측단부에 측벽을 형성하며, 상기 측벽 내측의 공간, 즉 LED 칩 상부의 개구부에는 몰딩부(140)가 마련될 수 있다.

상기 LED 칩(130)과 마주하는 반사판(120)의 내면은 기판(110)의 일면에 대해 소정 각도 경사질 수 있다.

상기 기판(110) 일면에 대한 반사판(120)의 내면의 경사각은 60~70도일 수 있는데, 이는 LED 칩(130)에서 발광된 빛의 경로에 변화를 주어 몰딩부(140)에서 빛이 전반사되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, LED 칩(130)으로부터 발광하는 빛의 광효율을 향상시키기 위함이다.

상기 몰딩부(140)는 외부로부터 LED 칩(130)을 보호하고, 렌즈로서 사용하기 위한 것으로 에폭시 등과 같은 투명한 고분자 수지로 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조의 발광 다이오드 패키지(100)에 의하면, 발광 다이오드 패키지(100)의 구동 시, LED 칩(130)에서 발생되는 열을 넓은 면적을 가진 제1 비아 패턴(113a)과 기판(110) 타면의 넓은 면적으로 형성된 제1 솔더링 패드(112a)를 통해 외부로 방열할 수 있다.

상기 비아 패턴(113)들은 열전도율이 우수한 Ag 등의 재질로 형성되므로, 종 래 발광 다이오드 패키지에 부착된 히트 싱크를 대체할 수 있어, 경제적이고, 그 구조 및 제조 과정을 단순화할 수 있게 되어, 발광 다이오드 패키지의 제조 시, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 나타낸 평면도.

도 3은 도 2의 발광 다이오드를 나타낸 저면도.

도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ´에 따른 발광 다이오드를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 발광 다이오드 패키지 110... 기판

111... 전극 패드 112... 솔더링 패드

113... 비아 패턴 120... 반사판

130... LED 칩 140... 몰딩부

Claims (8)

1. 기판;

   상기 기판의 일면에 형성된 제1 및 제2 전극 패드;

   상기 기판의 타면에 형성된 제1 및 제2 솔더링 패드;

   상기 기판을 관통하여, 상기 제1 전극 패드와 상기 제1 솔더링 패드를 연결하는 제1 비아 패턴 및 상기 제2 전극 패드와 상기 제2 솔더링 패드를 연결하는 제2 비아 패턴; 및

   상기 제1 전극 패드 상에 실장된 LED 칩을 포함하되,

   상기 제1 전극 패드는 상기 제1 비아 패턴의 상부면 전면을 덮으며 연결되고,

   상기 제1 비아 패턴의 횡단면적은 상기 제2 비아 패턴의 횡단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 비아 패턴의 중심축은 상기 기판의 중심축으로부터 상기 제2 비아 패턴으로부터 멀어지는 방향으로 편향된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판의 일면에 형성되어 상기 LED 칩 상부는 개구되고, 상기 LED 칩 주변에 측벽을 형성하는 반사판; 및

   상기 LED 칩 상부의 개구된 영역에 충진된 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
4. 제3항에 있어서,

   상기 반사판의 내측면은 상기 기판과 60~70도의 각을 이루며 경사진 형태인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기판은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 전극 패드 상호간과 상기 제1 및 제2 솔더링 패드 상호간은 서로 절연된 상태인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제1 솔더링 패드의 면적은 상기 제2 솔더링 패드의 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 전극 패드와, 상기 제1 및 제2 솔더링 패드 및 상기 제1 및 제2 비아 패턴은 Ag로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.

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