KR100903308B1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents
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Abstract
개시된 발광 다이오드 패키지는 복수의 서브 패턴이 절연 접착제에 의해 서로 접착된 기판과, 기판 상에 실장되며, 기판과 전기적으로 연결되는 LED 칩 및 LED 칩을 덮는 몰딩캡을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조의 발광 다이오드 패키지에 의하면, 구조의 단순화뿐만 아니라, LED 칩으로부터 외부로 발광되는 빛의 경로 상에 장애물이 없어 LED 칩의 광효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
발광 다이오드 패키지
Description
본 발명은 발광 기구에 관한 것으로서, 특히 각종 전자기기의 표시용 램프 등에 사용되는 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 숫자 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, 상기 리드 프레임 상에 실장된 LED 칩(chip;12)과, LED 칩(12)으로부터 발생된 열을 외부로 방출하기 위한 히트 싱크(heat sink;13)와, 리드 프레임(11)과 LED 칩(12)을 전기적으로 연결하는 와이어(wire;14)와, 상기 LED 칩(12) 상부가 개방되도록 리드 프레임(11)을 둘러싸는 하우징(housing;15) 및 상기 개방된 LED 칩(12) 상부를 덮는 밀봉부(16)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(15)은 고분자 수지에 의하여 사출과정을 통해 마련되는데, 최근에는 LED 칩(12)으로부터 발광되는 빛의 휘도 등과 같은 광특성을 향상시키기 위하여 하우징(15) 상부의 개구부 내면을 리드 프레임(11)과 소정 각도가 되도록 비스듬히 형성하고 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 발광 다이오드(10)는 LED 칩(12)으로부터 외부를 향해 빛이 출사될 때, 광 경로에 마련된 하우징(15)에 의하여 빛이 흡수되거나, 하우징에 의해 광 경로가 변환됨에 따라 광효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 칩으로부터 출사된 빛의 광효율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 패키지는 복수의 서브 패턴이 절연 접착제에 의하여 결합된 기판과, 상기 기판 상에 실장되며, 상기 기판과 전기적으로 연결되는 LED 칩 및 상기 LED 칩을 덮는 밀봉캡을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지는 전도성 프레임에 복수의 서브 패턴을 패터닝한 후, 인쇄방식 등에 의해 절연 접착제로 서브 패턴들을 결합시켜 서브 패턴들 사이에 절연된 기판을 형성한다.
상기와 같은 기판 상에 LED 칩을 실장하고, 몰딩캡에 의해 LED 칩을 덮어 외부로부터 보호하는 과정을 포함함에 의해 발광 다이오드 패키지를 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전극으로서의 기능을 갖는 서브 패턴들을 서로 절연되도록 결합하여 LED 칩이 실장되는 기판을 마련하고, 상기 LED 칩을 밀봉캡으로 밀봉함으로써 LED 칩으로부터 발광되는 빛의 경로에 장애물을 제거할 수 있어, 종래 하우징에 의한 광 흡수 및 광 경로 변환에 따른 광효율 저하를 방지 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 사시도이다..
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)는 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 실장되는 LED 칩(130) 및 상기 LED 칩(130)을 덮는 몰딩캡(molding cap;150)을 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 복수의 서브 패턴(sub pattern;111)으로 이루어지며, 상기 복수의 서브 패턴(111)은 절연 접착제(120)에 의하여 서로 접합될 수 있다.
상기 서브 패턴(111)들이 접합된 기판(110)의 중심부에는 주변부보다 두께가 얇아 단턱이 지는 캡 안착부(112)가 형성될 수 있다.
상기 서브 패턴(111)들 각각은 전극으로서의 기능을 가지며, 서로 쇼트(short)가 나지 않도록 서로 절연된 상태이다.
상기 서브 패턴(111)들의 수는 상기 기판(110) 상에 실장되는 LED 칩(130)의 전기적 접속 방식 및 연결 방법에 따라 결정될 수 있다.
예컨데, 복수의 LED 칩(130)이 직렬로 접속되는 경우와 병렬로 접속되는 경우에 따라 그 수가 달라질 수 있다.
또한 서브 패턴(111)과 LED 칩(130)의 전기적 연결 방식이 도시된 바와 같이 전도성 와이어(wire;140)에 의해 간접적으로 연결되는가 또는 LED 칩(130)이 직접적으로 서브 패턴(111)에 연결되는가에 따라 서브 패턴(111)의 수가 변경될 수 있 다.
이는 각 LED 칩(130)이 (+)전극과 (-)전극으로 상기 서브 패턴(111)을 이용하기 때문이다.
상기 몰딩캡(150)은 LED 칩(130)을 외부로부터 보호함과 동시에 LED 칩(130)으로부터 발광된 빛을 외부의 넓은 범위로 분산시키기 위한 렌즈로서의 기능을 할 수 있다.
상기 몰딩캡(150)은 빛의 광각(廣角) 분산을 위해 타원형의 형태를 가질 수 있고, 빛의 균일도 향상이나 혼색성 향상 등을 위해 콘(corn) 형태나 상면이 오목한 형태 등을 가질 수 있다.
상기 몰딩캡(150)은 상기 캡 안착부(112) 상에 안착되며, 상기 캡 안착부(112)의 단턱에 의해 고정되어 외부 충격 등에 의해 위치 이동을 방지할 수 있다.
상기와 같은 구조의 발광 다이오드 패키지(100)에 의하면, LED 칩(130)으로부터 외부로 발광되는 빛의 경로 상에 하우징(미도시)과 같은 장애물이 없어 LED 칩(130)의 광효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 5a 내지 도 5f는 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 4의 S1 및 도 5a를 참조하면, 전도성 프레임(250)에 기판 패턴(210')이 열과 행으로 복수개가 형성되도록 패터닝한다.
상기 기판 패턴(210')은 서로 이격된 서브 패턴(211)들과, 전도성 프레임(250)과의 연결부(213) 및 서브 패턴(211)들 각각을 분리하는 분리부(212)로 이루어질 수 있다.
상기 기판 패턴(210')은 상기 서브 패턴(211)들과, 연결부(213) 및 분리부(212)의 외곽선 형성에 의하여 패터닝될 수 있고, 중심부가 주변부보다 두께가 얇아 단턱이 생김으로서 캡 안착부(212)가 형성될 수 있다.
상기 기판 패턴(210')은 예컨대, 스템핑(stamping) 가공으로 형성될 수 있다.
기판 패턴(210')은 설계에 따라 여러가지 형태가 가능하며, 도면에 도시된 m 및 n의 형태는 기판 패턴(210')의 일례를 제시한 것일 뿐, 그것에 한정되는 것은 아니다.
도 4의 S2 및 도 5b를 참조하면, 상기 기판 패턴(210')의 형성과 더불어 상기 분리부(212)와 동일한 형태의 개구부(310)가 형성된 마스크(300)를 마련한다.
상기 개구부(310)는 상기 분리부(212)와 중첩되는 위치의 마스크(300) 상에 형성된다.
상기 S1와 S2 단계는 서로 그 순서가 바뀔 수도 있고, 동시에 진행될 수도 있다.
도 4의 S3 및 도 5c를 참조하면, 상기 서브 패턴(211)들을 접착하여 기판(210)을 형성하기 위해, 상기 전도성 프레임(250)과 상기 마스크(300)를 중첩시 킨 후, 절연 접착제(215)를 인쇄 방식 등에 의하여 기판 패턴(210')의 분리부(212)에 도포한다.
즉, 기판 패턴(210')의 분리부(212)에 마스크(300)의 개구부(310)가 대응하도록 전도성 프레임(250) 상에 마스크(300)를 중첩시킨 후, 마스크(300) 상에 절연 접착제(215)를 도포하여 개구부(310)를 통해 분리부(212)로 절연 접착제(215)가 충진되게 하여 서브 패턴(211)들이 서로 접착되게 한다.
상기와 같은 과정에 의해 전도성 프레임(250) 상에 형성된 기판 패턴(210')은 비로소 기판(210)이 된다.
도 4의 S4 및 도 5d를 참조하면, 적정한 수의 LED 칩(220)을 기판(210) 상에 실장하고, 기판(210)과 LED 칩(220)이 전기적으로 연결되도록 한다.
상기 기판(210)과 LED 칩(220) 사이의 전기적 연결은 2개의 전도성 와이어(230)에 의해 LED 칩(220)이 실장된 서브 패턴(211) 및 인접한 서브 패턴(211)에 각각 접속시킬 수 있다.
상기 전기적 연결은 도면에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 서브 패턴(211) 상에 실장된 LED 칩(220)이 인접한 서브 패턴(211)과는 와이어에 의하여 연결되고, 실장된 서브 패턴(211)과는 직접 연결될 수 있다.
또한, 실장된 서브 패턴(211)에만 직접 연결될 수도 있는데, 이 경우에는 상기의 서브 패턴(211)과 달리 서브 패턴(211)의 구조가 변경되어 서브 패턴(211) 내에 (+) 및 (-) 전극이 형성되어야 한다.
도 4의 S5과, 도 5e 및 도 5f를 참조하면, LED 칩(220)을 외부로부터 보호하 고, 빛의 광각 분산을 위해 기판(210) 상에 몰딩캡(240)을 형성하는데, 상기 몰딩캡(240)은 사출기(600)로부터 기판(210) 상의 캡 안착부(214)에 고분자 수지 등의 공급에 의해 형성된다.
마지막으로, 복수의 기판(210)을 커팅(cutting)하여 도시된 바와 같은 발광 다이오드 패키지(200)를 완성할 수 있다.
상기와 같은 과정에 의하여 발광 다이오드 패키지를 제조하게 되면, 구조의 단순화뿐만 아니라, LED 칩으로부터 외부로 발광되는 빛의 경로 상에 장애물이 없어 LED 칩의 광효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도.
도 5a 및 도 5f는 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,200... 발광 다이오드 패키지 110,210... 기판
111,211... 서브 패턴 112,214... 캡 안착부
113,215... 절연 접착제 130.220... LED 칩
140,230... 와이어 150,240... 몰딩캡
210'... 기판 패턴 300... 마스크
310... 개구부
Claims (8)
- LED 칩이 실장되고, 복수의 서브 패턴이 절연 접착제에 의해 서로 접착되며, 상기 LED 칩이 실장되는 중심부가 주변부에 의해 둘러싸지도록 단턱이 져 캡 안착부가 형성된 기판; 및상기 LED 칩을 덮도록 상기 캡 안착부에 안착되며, 상기 단턱에 의해 위치가 고정되는 몰딩캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 제1항에 있어서,상기 몰딩캡의 형상은 타원형과, 콘 형태 및 상면이 오목한 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 제1항에 있어서,상기 서브 패턴들 각각은 상호 독립적인 전극인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
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