KR100970878B1 - 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력발광다이오드 패키지 - Google Patents

다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력발광다이오드 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이오드 칩을 실장하기 위한 칩 연결단자 사이에 매개단자를 다수개 형성하여 더욱 많은 수의 다이오드 칩을 실장 시킬 수 있도록 면적을 확보할 뿐만 아니라 실장되는 다이오드 칩 사이의 간격을 넓게 하여 다이오드 칩을 용이하게 실장시킬 수 있는 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
본 발명은, 기판에 장착되어 전원을 공급받기 위한 다수개의 전원 연결단자와, 다이오드 칩이 장착되는 다수개의 칩 연결단자를 포함하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 칩 연결단자(14, 15, 16)와 다른 칩 연결단자(34, 35, 36) 사이에 상기 다이오드 칩 또는 와이어가 장착되기 위해 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 전기적으로 독립되고 일정 면적을 갖는 다수개의 매개단자(21, 22, 23)를 더 포함하며, 상기 다수의 매개단자(21, 22, 23)에서 적어도 하나는 상기 기판과 밀접하게 위치되어 방열을 위한 열전달부(54)가 형성되는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 특징으로 한다.
발광다이오드, 다이오드 칩, 패키지, 매개단자, 패널, 와이어

Description

다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지{LEAD FRAME FOR LED PACKAGE WITH PLENTY OF DIODE CHIPS AND THE LED PACKAGE THEREOF}
본 발명은 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이오드 칩을 실장하기 위한 칩 연결단자 사이에 매개단자를 다수개 형성하여 더욱 많은 수의 다이오드 칩을 실장 시킬 수 있도록 면적을 확보할 뿐만 아니라 실장되는 다이오드 칩 사이의 간격을 넓게 하여 다이오드 칩을 용이하게 실장시킬 수 있는 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 다양한 색상의 빛을 발생시키기 위한 반도체 소자로, 긴수명, 낮은 전원, 우수한 초기구동특성, 높은 진동저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 최근에는 조명장치 및 대형 LCD(Liquid Crystal Display)용 백라이트(Back light) 장치로 채용되고 있다.
이러한 발광다이오드는 큰 출력이 요구됨에 따라 우수한 방열 성능을 갖는 패키지 구조가 요구된다.
일반적으로 고출력 발광다이오드는, 리드 프레임이 형성된 패널에 열전도성 플라스틱 재질의 몰딩재가 몰딩되어 형성된다. 이러한 몰딩재는 상부 및 하부로 나누어져 패널의 상하부에서 고온고압에 의하여 압착되는 방식으로 몰딩되어 본체를 이루며, 상기 몰딩재의 상부 중앙부에 개구부가 형성되고 개구부의 내측면에는 다이오드 칩의 반사판을 역할을 하도록 경사면 형태의 반사면이 형성되어 있다.
한편, 상기와 같이 패널에 몰딩재가 몰딩된 다음에는 칩 연결단자에 다이오드 칩이 실장되고, 상기 다이오드 칩이 실장된 다음에는 다른 칩 연결단자(공통단자)와 전기적으로 연결되도록 와이어를 연결하게 된다.
상술한 바와 같이 다이오드 칩을 칩 연결단자에 실장하고, 공통단자에 전기적으로 연결되도록 와이어를 연결한 다음에는 상기 몰딩재 상부의 반사면에 발광렌즈를 고정하거나, 투명 에폭시 또는 실리콘과 같은 몰딩재로 충진하고, 각각의 발광다이오드 패키지 단위체는 패널로부터 절단 취출하며, 취출된 다음에는 전원 연결단자가 메인 보드에 삽입 장착되도록 적당하게 절곡하여 고출력 발광다이오드 패키지를 완성하게 된다.
그러나, 다색(Polychromatic) 발광다이오드로 3색 내지 7색 이상을 구현하기 위해서는 2개 또는 3개 이상의 다이오드 칩을 구비하여야 하고 각각의 다이오드 칩 을 온/오프(On/Off)시킬 수 있는 구성이 필수적이다. 하지만, 상술한 바와 같은 종래의 발광다이오드 패키지에서는 상이한 파장의 빛을 발광시키는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 다이오드 칩을 실장하더라도, 외부에서 입력되는 전원이 각각의 다이오드 칩에 동시에 공급될 수밖에 없는 구조이다. 따라서 이러한 종래의 발광다이오드 패키지는 각 발광소자의 공급전원을 개별적으로 온/오프시키면서 다색 발광을 실현할 수 밖에 없고, 또한 실장되는 다이오드 칩의 개수에 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다색 발광다이오드를 구현하기 위해 다수개의 다이오드 칩을 쉽게 실장할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 제공하는 것이다. 다시 말해, 다이오드 칩을 실장하기 위한 칩 연결단자 사이에 매개단자를 다수개 형성하여 다수개의 다이오드 칩을 실장 시킬 수 있는 면적을 확보할 뿐만 아니라 다이오드 칩 사이의 간격을 확장시켜 용이하게 다이오드 칩을 실장시킬 수 있는 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 매개단자의 이면 또는 리드 프레임의 일부분을 저면측으로 기판과 인접되도록 노출시켜 전기적 단자의 역할뿐만 아니라 열방출 경로의 역할을 할 수 있도록 하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판에 장착되어 전원을 공급받기 위한 다수개의 전원 연결단자와, 다이오드 칩이 장착되는 다수개의 칩 연결단자를 포함하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 칩 연결단자(14, 15, 16)와 다른 칩 연결단자(34, 35, 36) 사이에 상기 다이오드 칩 또는 와이어가 장착되기 위해 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 전기적으로 독립되고 일정 면적을 갖는 다수개의 매개단자(21, 22, 23)를 더 포함하며, 상기 다수의 매개단자(21, 22, 23)에서 적어도 하나는 상기 기판과 밀접하게 위치되어 방열을 위한 열전달부(54)가 형성되는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 특징으로 한다.
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한편, 본 발명은 상기 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임에 형성된 다수의 칩 연결단자에 적어도 하나의 다이오드 칩을 장착하고, 상기 다이오드 칩에 와이어를 이용하여 상기 매개단자를 통해 전원을 공급하도록 구성되는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 이용한 고출력 발광다이오드 패키지를 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 추가적인 부품이나 구성품 등을 끼우지 않고 에칭이나 프레스공정으로만 칩 연결단자 사이에 매개단자가 형성될 수 있도록 제작할 수 있으므로 재료비 및 공정비를 절감할 수 있고, 이러한 매개단자를 다수개 형성하여 다수개의 다이오드 칩을 실장 시킬 수 있는 면적을 확보할 뿐만 아니라 다이오드 칩 사이의 간격을 확장시켜 용이하게 다이오드 칩을 실장시킬 수 있어 다색 발광다이오드를 더욱 쉽게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 매개단자의 이면 또는 리드 프레임의 일부분을 기판과 인접 되도록 저면측으로 노출시켜 전기적 단자뿐만 아니라 열방출 경로의 역할을 하도록 하여 제품의 성능을 향상시키게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임 및 이를 이용한 고출력 발광다이오드 패키지를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지에서 다이오드 칩을 실장하지 않은 상태의 평면도이고, 도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도이며, 도 2b는 도 1의 C-C선의 단면구성도이고, 도 2c는 도 1에 대한 측면도이며, 도 2d는 도 2c의 B-B선의 단면구성도이고, 도 2e는 본 발명의 일실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지의 저면도이며, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지 및 단면구성도이고, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지 및 단면구성도이며, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지에서 다이오드 칩을 실장한 사용상태도이고, 도 6은 본 발명의 일실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임이다.
상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임은, 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 고출력 발광다이오드 패키지를 제작할 수 있는 리드 프레임 모듈이 다수개 형성되는 패널(10)에 형성된다.
이러한 리드 프레임 모듈은, 상기 도 1 내지 도 4f에 도시된 바와 같이, 외부에서 전원을 공급받는 다수개의 전원 연결단자(11, 12, 13, 31, 32, 33)와, 다이오드 칩(60)이 장착되는 다수개의 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와, 상기 칩 연결단자(14, 15, 16)와 다른 칩 연결단자(34, 35, 36) 사이에 상기 다이오드 칩 또는 와이어가 장착되기 위해 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 전기적으로 독립되고 일정 면적을 갖는 다수개의 매개단자(21, 22, 23)를 더 포함하여 구성된다.
도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도이고, 도 2b는 도 1의 C-C선의 단면구성도이며, 도 2d는 도 2c의 B-B선의 단면구성도이다.
상기 매개단자(21, 22, 23)는, 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와는 서로 독립되게 위치되며, 합성수지재 등의 절연체로 형성되는 절연부(52)로 구획된다. 즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 칩 연결단자(14, 15, 16)와 다른 칩 연결단자(34, 34, 35, 36) 사이에 도면을 기준으로 가로로 연결되어 매개단자(21, 22, 23)를 형성하며, 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와의 절연을 위해 각각 절연부(52)를 형성한다. 이때 상기 도 2b에 도시된 바와 같이, 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)들 사이의 간격을 넓히거나 좁히기 위해서 절연부(52)를 형성하며, 이러한 절연부(52)는 상기 패널(10) 상에서 에칭(etching)으로 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 형성된 가로의 매개단자(21, 22, 23)는 패널(10)상에 프레스 등으로 절단되어 가공된 후, 본체(40)가 몰딩된 후에는 패널(10)로부터 절단되어 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 전원 연결단자(11, 12, 13, 31, 32, 33)와 각각 전기적으로 독립하게 구성된다.
상기 전원 연결단자(11, 12, 13, 31, 32, 33)와 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)는 합성수지재의 몰딩으로 본체(40)를 형성하며, 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 인접되는 본체(40)의 내측면에는 반사면(42)을 형성하고, 반사면(42)으로 형성된 충진부(44)는 투명재질로 충진되어 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)에 장착된 다이오드 칩(60)을 보호하게 된다.
상기 본체(40)의 몰딩재는, 재질로서 열전도성 플라스틱(Thermal Conductive Plastics) 또는 고열전도성 세라믹스(High Thermal Conductive Ceramics)를 이용할 수 있다. 상기 열전도성 플라스틱으로는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), LCP(Liquid Crystalline Polymer), PA(Polyamide), PPS(Polyphenylene Sulfide), TPE(Thermoplastic Elastomer) 등이 있으며, 고열전도성 세라믹스에는 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC) 및 질화알루미늄(AlN) 등이 있는데, 상기한 고열전도성 세라믹스 중에서 질화알루미늄(AlN)은 알루미나와 동등한 물성을 가지며, 열전도성 에서 알루미나보다 우수하여 많이 활용되고 있는 실정이다.
상기 다이오드 칩(60)은 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 와이어(Gold wire)로 전기적으로 연결되어 전원을 공급받게 된다.
한편, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지 및 단면구성도로, 상기 도 3b는 도 3a의 D-D선의 단면구성도이고, 도 3c는 도 3a의 F-F선의 단면구성도이며, 도 3e는 도 3d의 E-E선의 단면구성도이다.
본 발명의 다른 실시 예는 도 3b, 도 3c 및 도 3f에 도시된 바와 같이, 저면에 다수개의 열전달부(54)를 형성한 것이 특징이다.
즉, 패널(10)상에 에칭 등의 기법으로 상기 열전달부(54)를 형성하고, 형성된 열전달부(54)에 합성수지재의 절연체로 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 전기적으로 절연되도록 절연부(52)를 형성한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 실시 예는 도 4a 내지 도 4f에 도시된 바와 같이, 저면에 다수개의 열전달부(54)를 형성한 것이다. 다른 실시 예와의 차이점은, 도 4b, 도 4c 및 도 4f에 도시된 바와 같이 매개단자(22)의 저면에 열전달부(54)를 형성한 것이다.
상술한 바와 같이 본체(40)가 몰딩된 리드 프레임에는 상기 도 5a 내지 도 5d와 같이 다수개의 다이오드 칩(60)을 실장하고, 필요한 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)에 와이어(62)를 이용하여 전기적으로 연결하게 된다.
상기 도 5a는 다이오드 칩(60)이 한 개인 경우로 매개단자(22)에 칩을 실장 한 후 와이어(62)를 칩 연결단자(15, 35)와 연결한 구성이다. 이때, 상기 다이오드 칩(60)을 칩 연결단자(15, 35)에 직접 실장할 수도 있다.
상기 도 5b는 다이오드 칩(60)을 3개 실장한 경우로, 다이오드 칩(60)을 칩 연결단자(15, 34, 36)에 균등한 간격이 되도록 배치하고, 하나의 다이오드 칩(60)에 대하여 도면을 기준으로 상하로 연결될 수 있도록 와이어(62)를 칩 연결단자(14)와 매개단자(21), 칩 연결단자(35)와 매개단자(22), 칩 연결단자(16)와 매개단자(23)를 통해 각각 다이오드 칩(60)에 연결한 것이다.
또한, 전원 연결단자(11, 12, 13)와 전원 연결단자(31, 32, 33)는 서로 각각 동일한 극성으로 연결되어 다이오드 칩(60)을 더욱 용이하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 도 5c는 다이오드 칩(60)을 6개 실장한 구성이고, 도 5d는 다이오드 칩(60)을 18개 실장한 구성이다.
상기 도 5c 및 도 5d에서도 전원 연결단자(11, 12, 13)와 전원 연결단자(31, 32, 33)가 서로 각각 동일한 극성으로 연결되어 더욱 용이하게 다이오드 칩(60)의 동작을 제어할 수 있게 되고, 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36) 및 매개단자(21, 22, 23)의 저면에 형성된 열전달부(54)를 통해 효과적으로 방열할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지에서 다이오드 칩을 실장하지 않은 상태의 평면도,
도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도,
도 2b는 도 1의 C-C선의 단면구성도,
도 2c는 도 1에 대한 측면도,
도 2d는 도 2c의 B-B선의 단면구성도,
도 2e는 본 발명의 일실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지의 저면도,
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지 및 단면구성도,
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지 및 단면구성도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지에서 다이오드 칩을 실장한 사용상태도,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 의한 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11, 12, 13, 31, 32, 33: 전원 연결단자
14, 15, 16, 34, 35, 36: 칩 연결단자
10: 패널 21, 22, 23: 매개단자
40: 본체 42: 반사면
44: 충진부 52: 절연부
54: 열전달부 60: 다이오드 칩(diode chip)
62: 와이어(wire)

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 기판에 장착되어 전원을 공급받기 위한 다수개의 전원 연결단자와, 다이오드 칩이 장착되는 다수개의 칩 연결단자를 포함하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임에 있어서,
    상기 칩 연결단자(14, 15, 16)와 다른 칩 연결단자(34, 35, 36) 사이에 상기 다이오드 칩 또는 와이어가 장착되기 위해 상기 칩 연결단자(14, 15, 16, 34, 35, 36)와 전기적으로 독립되고 일정 면적을 갖는 다수개의 매개단자(21, 22, 23)를 더 포함하며,
    상기 다수의 매개단자(21, 22, 23)에서 적어도 하나는 상기 기판과 밀접하게 위치되어 방열을 위한 열전달부(54)가 형성되는 것을 특징으로 하는 다수개의 다이오드 칩을 배치할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임.
  3. 제2항의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임에 형성된 다수의 칩 연결단자에 적어도 하나의 다이오드 칩을 장착하고, 상기 다이오드 칩에 와이어를 이용하여 상기 매개단자를 통해 전원을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 이용한 고출력 발광다이오드 패키지.
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