KR100969143B1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 측벽으로 형성된 홈 형태의 광출부를 포함하는 하우징, 하우징에 결합되며, 광출부에서 노출된 내측 리드와, 하우징의 외부로 연장된 외측 리드를 포함하는 리드 프레임, 리드 프레임과 전기적으로 연결되어 광을 생성하는 발광 다이오드 칩 및 발광 다이오드 칩이 실장되는 소자 실장부를 포함하되, 소자 실장부는 내측 리드와 중첩되어 형성된다.

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더 상세하게는 제품 신뢰성이 향상된 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
전자 기기에 장착된 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 자체 광원이 없기 때문에 백라이트 장치를 사용하여 화상을 표시한다. 백라이트 장치는 액정 패널의 후방에서 광을 제공하며, 냉음극선 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등이 광원으로 사용된다. 최근에는 중소형 액정 표시 장치의 백라이트 장치에 발광 다이오드를 광원으로 사용한다. 이때, LED는 측면 발광형 제품을 사용하여 액정 패널의 측면에서 광을 제공한다.
발광 다이오드는 리드 프레임에 실장되는 칩 형태로 형성되어 와이어 등을 매개로 리드 프레임에 전기적으로 연결된다. 그리고, 발광 다이오드는 사출물로 형성된 하우징에 리드 프레임과 함께 수용되어 발광 다이오드 패키지로 형성된다. 발광 다이오드는 발광 다이오드 패키지에서 하우징의 측벽에 의해 형성된 홈에 위치하여 광을 방출한다.
종래의 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드가 실장되는 리드 프레임이 금속으로 형성되어 장시간 사용시 실장 표면에 산화 또는 황화 증상이 발생한다. 이에 따라, 발광 다이오드 패키지는 광 반사 성능과 수명의 신뢰성이 저하된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 반사 성능과 수명의 신뢰성이 향상된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 측벽으로 형성된 홈 형태의 광출부를 포함하는 하우징; 상기 하우징에 결합되며, 상기 광출부에서 노출된 내측 리드와, 상기 하우징의 외부로 연장된 외측 리드를 포함하는 리드 프레임; 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되어 광을 생성하는 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩이 실장되는 소자 실장부를 포함하되, 상기 소자 실장부는 상기 내측 리드와 중첩되어 형성된다.
상기 소자 실장부는 절연 재질의 사출물로 형성될 수 있다. 이때, 상기 소자 실장부는 상기 광출부의 내부에서 마주하는 상기 측벽을 연결하여 형성될 수 있다.
상기 소자 실장부는 상기 광출부에 수납되는 플레이트로 형성될 수 있다. 이때, 상기 소자 실장부는 상기 하우징 및 내측 리드 중 적어도 어느 하나에 부착될 수 있다.
상기 소자 실장부는 상기 하우징의 일부를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 하우징은 일측으로 돌출되어 상기 광출부를 확장시키는 지지부를 더 포 함할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 상기 광출부에 충진되어 상기 내측 리드, 상기 발광 다이오드 칩 및 상기 소자 실장부를 보호하는 봉지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 상기 소자 실장부에 실장되는 정전압 다이오드를 더 포함할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩이 부착되는 소자 실장부를 형성하여 리드 프레임의 표면 이상을 방지한다. 이에 따라, 발광 다이오드 패키지는 리드 프레임에 의한 광 반사 성능이 향상된다. 그리고, 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩의 접착력 저하을 방지하여 제품 수명의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지에 대한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하 기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고, 명세서 전체에 걸쳐 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광 다이오드 패키지를 I-I'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 발광 다이오드 패키지를 II-II'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 하우징(100), 제1 및 제2 리드 프레임(210,220), 소자 실장부(300), 발광 다이오드 칩(400) 및 봉지부(500)를 포함한다.
상기 하우징(100)은 절연 재질의 사출물로 형성되어 제1 및 제2 리드 프레임(210,220)을 수용한다. 특히, 하우징(100)은 기계적 강도가 우수하고 반사율이 좋은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 하우징(100)은 홈 형태로 형성된 광출부(110)를 포함한다. 광출부(110)는 광 방출을 위해 일측으로 개구되도록 측벽(120)으로 형성된다. 이때, 측벽(120)은 광 반사 효율을 향상시키기 위해 내측면이 경사지게 형성된다.
하우징(100)은 지지대 역할을 위해 일측으로 돌출되어 형성된 지지부(150)를 포함한다. 지지부(150)는 제1 및 제2 리드 프레임(210,220)과 동일한 높이로 형성된다. 이때, 지지부(150)는 마주하는 일측의 측벽(120)에 상응하는 두께로 측벽(120)이 형성된다. 이에 따라, 광출부(110)는 지지부(150)에 해당하는 영역만큼 확장된다.
상기 제1 및 제2 리드 프레임(110,120)은 각각 도전성 재질의 판재를 가공하여 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 리드 프레임(210,220)은 은(Ag)으로 도금된 구리(Cu) 판재로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 리드 프레임(210,220)은 각각 하우징(100)에 커버되어 광출부(110)를 통해 노출되는 제1 및 제2 내측 리드(211,221)와, 외부로부터 전원을 공급받기 위해 하우징(100)의 외부로 연장되는 제1 및 제2 외측 리드(212,222)로 구분된다. 그리고, 제1 및 제2 리드 프레임(210,220)은 각각 음극 및 양극 단자로 적용되며, 경우에 따라 각각 양극 및 음극 단자로 적용될 수도 있다.
상기 소자 실장부(300)는 광출부(110)의 중앙 부분에 형성된다. 소자 실장부(300)는 제1 내측 리드(211)의 일부와 중첩되어 형성된다. 소자 실장부(300)는 제1 내측 리드(211)를 대신하여 발광 다이오드 칩(400)의 실장 영역을 제공한다.
소자 실장부(300)는 발광 다이오드 칩(400)을 실장하기 위한 최소 면적으로 형성될 수 있다. 소자 실장부(300)는 제1 내측 리드(211)와 중첩되는 영역을 최소화하여 제1 내측 리드(211)의 광 반사 면적이 감소되는 것을 방지한다.
소자 실장부(300)는 하우징(100)과 같이 절연 재질의 사출물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 소자 실장부(300)는 광출부(110)의 중앙 부분에서 마주하는 측벽(120)을 연결하도록 하우징(100)의 일부로 형성될 수 있다. 소자 실장부(300)는 광출부(110)에 수납될 수 있도록 절연 플레이트로 형성되어 제1 내측 리드(211) 또는 하우징(100)의 일부에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 소자 실장부(300)는 제1 내측 리드(211)의 일부를 덮도록 박막 플레이트로 형성된다. 그리고, 소자 실장부(300)는 접착 수단으로 제1 내측 리드(211) 또는 하우징(100)의 일부에 접착되어 고정된다.
이러한 소자 실장부(300)는 제1 리드 프레임(210)에 발광 다이오드 칩(400)이 실장될 경우 발생하는 제1 리드 프레임(210)의 표면 이상을 방지한다. 예를 들어, 제1 리드 프레임(210)은 발광 다이오드 칩(400)이 실장된 도전성 재질의 표면이 산화 또는 황화되어 광 반사 성능 및 수명에 대한 신뢰성이 저하되었다. 소자 실장부(300)는 제1 리드 프레임(210) 대신 발광 다이오드 칩(400)을 실장하여 산화 및 황화와 같은 제1 리드 프레임(210)의 표면 이상을 방지한다. 이에 따라, 소자 실장부(300)는 제1 리드 프레임(210)의 광 반사 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(400)은 소자 실장부(300)에 실장된다. 발광 다이오드 칩(130)은 레진(resin) 페이스트(paste) 등의 접착 수단으로 소자 실장부(300)에 부착될 수 있다.
발광 다이오드 칩(400)은 일반적인 방식의 발광 다이오드로 형성되며, 실질적으로 사파이어(Al2O3) 기판에 질화 갈륨(GaN) 계열을 소재로 하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 칩(400)은 청색 파장대의 광을 방출하는 질화 갈륨 계열로 형성되며, 황색 파장대의 광을 발산하는 형광체가 상부에 도포되면 이들 광의 혼합으로 백색광을 나타낼 수 있다.
발광 다이오드 칩(400)은 제1 및 제2 와이어(410,420)를 통해 각각 제1 및 제2 리드 프레임(210,220)과 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 와이어(410,420)는 도전율이 높은 금(Au)으로 형성될 수 있다. 제2 와이어(420)는 제2 리드 프레임(220)에 인가된 순방향의 전류를 발광 다이오드 칩(400)에 전달한다.
상기 봉지부(500)는 광출부(110)에 충진되어 소자 실장부(300), 발광 다이오드 칩(400) 및 제1 및 제2 와이어(410,420)를 봉지하고 이들을 보호한다. 봉지부(500)는 투명 에폭시, 실리콘 등의 수지로 형성될 수 있다. 이때, 봉지부(500)는 발광 다이오드 칩(400)의 발광색에 대응되는 형광체를 혼합하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지부(500)는 백색광을 방출하기 위해 발광 다이오드 칩(400)의 청색 파장대의 광에 대응되는 황색 파장대의 형광체를 혼합하여 형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 역방향 전류에 대하여 정전 내압을 갖는 정전압 다이오드를 더 포함할 수 있다. 정전압 다이오드는 발광 다이오드 칩(400)과 함께 소자 실장부(300)에 실장된다. 이때, 소자 실장부(300)는 발광 다이오드 칩(400)과 정전압 다이오드의 면적에 상응하는 면적으로 형성된다.
정전압 다이오드는 정전기 등의 역방향 전류에 의한 발광 다이오드 칩(400)의 손상을 방지한다. 이를 위해, 정전압 다이오드는 대표적으로 제너(zener) 다이오드가 포함되지만, 정전압 효과를 갖는 기타 다이오드도 포함될 수 있다.
이하에서는 도 4를 더 참조하여 하우징과 소자 실장부를 부연 설명한다.
도 4는 도 1의 하우징을 III-III'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 제1 및 제2 리드 수용부(160,170), 지지부(150) 및 소자 실장부(300)를 포함한다.
제1 및 제2 리드 수용부(160,170)는 삽입된 제1 및 제2 리드 프레임의 제1 및 제2 내측 리드를 수용한다. 제1 및 제2 리드 수용부(160,170)는 제1 및 제2 내측 리드를 노출시키기 위해 일부분이 개구되어 형성된다. 그리고, 제1 및 제2 리드 수용부(160,170)는 절연부(180)를 사이에 두고 형성되어 삽입된 제1 및 제2 내측 리드 간의 전기적 연결을 방지한다.
지지부(150)는 하우징(100)에서 지지대 역할을 위해 일측으로 돌출되어 형성된다.
소자 실장부(300)는 절연부(180)에 연결되며, 제1 리드 수용부(160)의 개구부와 중첩되도록 형성된다. 이때, 소자 실장부(300)는 제1 내측 리드의 광 반사 성능 저하를 감소시키도록 형성된다. 예를 들어, 소자 실장부(300)는 발광 다이오드 칩이 부착되며, 제1 리드 수용부(160)의 개구부를 최대로 확장시킬 수 있는 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.
소자 실장부(300)는 하우징(100)과 함께 사출물로 형성될 수 있다. 이때, 소자 실장부(300)는 발광 다이오드 칩이 부착되는 일면을 평평하게 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 소자 실장부(300)는 발광 다이오드 칩의 접착력 저하를 방지하여 제품 수명의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 발광 다이오드 패키지를 I-I'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 하우징(100), 제1 및 제2 리드 프레임(210,220), 소자 실장부(300), 발광 다이오드 칩(400) 및 봉지부(500)를 포함한다. 여기서는 상술된 일 실시 예와의 차이점을 위주로 설명한다.
하우징(100)은 광출부(110), 측벽(120), 지지부(150) 및 소자 실장부(300)를 포함하여 형성된다.
소자 실장부(300)는 광출부(110)의 중앙 부분에 형성되고, 제1 및 제2 내측 리드(211,221) 사이에 위치하여 제1 및 제2 내측 리드(211,221)를 절연시킨다. 그리고, 소자 실장부(300)는 발광 다이오드 칩(400)이 부착될 영역을 제공한다. 이때, 소자 실장부(300)는 제1 및 제2 내측 리드(211,221)의 광 반사 면적이 감소되는 것을 방지하기 위해서 발광 다이오드 칩(400)이 부착될 수 있는 최소 면적으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한, 소자 실장부(300)는 하우징(100)의 일부분을 사용하여 형성됨으로써, 비용 절감과 제조가 간편한 장점을 가진다.
제1 및 제2 리드 프레임(210,220)은 제1 및 제2 내측 리드(211,221)가 소자 실장부(300)를 사이에 두고 하우징(100)에 수용된다. 이때, 제1 내측 리드(211)는 도 2에 도시된 일 실시 예와 비교하면 상대적으로 짧게 형성된다.
이상에서 상술한 본 발명은 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 다이오드 패키지를 I-I'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 다이오드 패키지를 II-II'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 하우징을 III-III'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 발광 다이오드 패키지를 I-I'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
100: 하우징 110: 광출부
120: 측벽 150: 지지부
160,170: 리드 수용부 180: 절연부
210,220: 리드 프레임 300: 소자 실장부
400: 발광 다이오드 칩 500: 봉지부

Claims (9)

  1. 측벽으로 형성된 홈 형태의 광출부를 포함하는 하우징;
    상기 하우징에 결합되며, 상기 광출부에서 노출된 내측 리드와, 상기 하우징의 외부로 연장된 외측 리드를 포함하는 리드 프레임;
    상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되어 광을 생성하는 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩이 실장되는 소자 실장부를 포함하되,
    상기 소자 실장부는 상기 내측 리드와 중첩되어 형성되며, 절연재질의 사출물로 형성된 발광 다이오드 패키지.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 실장부는 상기 광출부의 내부에서 마주하는 상기 측벽을 연결하여 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 실장부는 상기 광출부에 수납되는 플레이트로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소자 실장부는 상기 하우징 및 내측 리드 중 적어도 어느 하나에 부착된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 실장부는 상기 하우징의 일부를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 일측으로 돌출되어 상기 광출부를 확장시키는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광출부에 충진되어 상기 내측 리드, 상기 발광 다이오드 칩 및 상기 소자 실장부를 보호하는 봉지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 실장부에 실장되는 정전압 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
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