KR100974337B1 - 발광다이오드 패키지 성형 장치 - Google Patents

Abstract

몸체 형성을 위한 수지의 불필요한 낭비를 방지하여 제조원가를 절감할 수 있고, 수지가 원활하게 주입될 수 있도록, 발광다이오드 패키지의 몸체 형성을 위한 금형틀이 열을 지어 배열되어 몸체 형성을 위한 수지가 각 금형틀로 순차적으로 공급되는 구조의 발광다이오드 패키지 성형장치를 제공한다.

수지주입부, 수지, 성형, 공급관, 금형틀

Description

발광다이오드 패키지 성형 장치{DEVICE FOR MOLDING LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 발광다이오드 패키지 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 발광다이오드 패키지는 렌즈를 별도로 사출 또는 트랜스퍼 몰딩을 통해 성형한 후 발광다이오드의 리드프레임에 부착하여 제조된다. 즉, 다수열로 배열된 발광다이오드의 리드프레임에 접착제를 바르고 상기와 같이 개별적으로 제조된 렌즈를 렌즈마운트를 통해 부착하여 하나의 발광다이오드 패키지를 형성하게 된다. 그러나 이러한 구조는 렌즈를 별도로 성형하여 제조함에 따라 제조 공정이 복잡하고 제조원가가 높아지는 문제점이 있다.

이에 양산성을 높일 수 있도록 렌즈 성형시 트렌스퍼 몰딩기술을 통해 발광다이오드를 투명수지로 감싸는 방식의 몰딩기술이 개발되어 적용되고 있다. 즉, 금속재질의 리드프레임에 발광 칩을 탑재하여 금속선으로 연결하고, 리드프레임 상에 렌즈를 포함한 몰드 공정을 통해 부도체성의 패키지를 형성한 후, 각 패키지의 리드를 절단 분리하는 트리밍공정을 거쳐 개별적인 발광다이오드패키지를 제조하게 된다.

여기서 상기 패키지 성형방법은 칩 또는 분말 상의 부도체성 성형수지를 유동화하여 몸체 성형 금형 상에 삽입된 캐비티에 플랜저로 압입하여 성형하는 압출성형을 통해 이루어진다.

이를 위한 패키지 성형장치는 수지주입부로부터 복수개의 메인 공급관이 설치되고, 각 메인 공급관을 따라 연결관을 매개로 몸체성형틀이 개별적으로 연결되어 수지를 공급받는 구조로 되어 있다.

이에 부도체성 성형 수지는 수지주입부로부터 메인 공급관으로 공급되고 메인 공급관을 따라 설치된 연결관을 통해 각 몸체성형틀로 주입된다. 각 몸체성형틀로 수지가 주입되고 일정 시간 경과된 후에 몸체성형틀로부터 고형화된 상태에서 패키지를 분리하게 되면 패키지의 몸체가 성형되는 것이다.

그런데, 종래의 패키지 성형장치는 수지의 주입 경로가 길고, 메인 공급관을 거친 후 연결관을 통해 각 몸체성형틀로 공급됨에 따라 실질적으로 패키지의 몸체 성형에 소요되는 수지 이외에 많은 양의 수지가 공급관과 연결관 등에 잔존하게 되어 수지가 낭비되는 문제점이 있다.

이와같이 수지가 불필요하게 낭비됨에 따라 발광다이오드 패키지의 제조원가 상승을 유발하게 된다.

또한, 수지가 흘러나가는 방향이 메인공급관에서 연결관으로 급작스럽게 변경됨으로써 수지의 원활한 흐름이 이루어지지 않고, 수지 주입을 위해 순간적으로 큰 주입압력이 필요하게 된다.

이에 몸체 형성을 위한 수지의 불필요한 낭비를 방지하여 제조원가를 절감할 수 있도록 된 발광다이오드 패키지의 성형 장치를 제공한다.

또한, 몸체 형성을 위한 수지가 원활하게 주입될 수 있도록 된 발광다이오드 패키지 성형 장치를 제공한다.

이를 위해 본 성형 장치는 발광다이오드 패키지의 몸체 형성을 위한 금형틀이 열을 지어 배열되어 몸체 형성을 위한 수지가 각 금형틀로 순차적으로 공급되는 구조일 수 있다.

이를 위해 본 성형장치는 수지의 주입이 이루어지는 수지주입부와, 이 수지주입부에 적어도 하나 이상 연결되어 수지가 공급되는 공급관, 이 공급관에 연결되고 수지를 공급받아 리드프레임에 몸체를 형성하기 위한 복수개의 금형틀을 포함하고, 상기 금형틀은 순차 배열되고 서로 연통되어 수지가 금형틀의 배열 순서를 따라 순차적으로 공급되는 구조일 수 있다.

이에 수지주입부로부터 공급된 수지는 선 금형틀에서 후 금형틀로 바로 공급될 수 있고, 따라서 종래 각 금형틀이 공급관으로부터 개별적으로 수지를 공급받는 구조와 비교하여 수지의 낭비를 줄일 수 있게 되는 것이다.

여기서 본 성형장치는 각 금형틀이 순차적으로 배열된 열이 복수개 구비되고, 각 열은 공급관을 통해 수지주입부와 연결될 수 있다. 또한, 각 열 중 일측 열 이 공급관을 통해 수지주입부와 연결되고 나머지 열은 열과 열 사이에는 중간공급관을 통해 연결될 수 있다.

또한, 본 성형장치는 상기 각 금형틀 사이에 연결설치되어 수지가 지나는 연결관을 더욱 포함할 수 있다.

또한, 본 성형장치는 각 금형틀이 서로 맞닿아 설치되어, 수지가 일측 금형틀에서 바로 다음 금형틀로 공급되는 구조일 수 있다.

여기서 상기 금형틀은 발광다이오드에 렌즈를 성형하는 구조일 수 있다.

또한, 상기 수지는 고상 또는 액상의 열 경화성 에폭시계 수지일 수 있다.

또한, 상기 수지는 고상 또는 액상의 실리콘계 수지일 수 있다.

이와 같이 발광다이오드 패키지의 몸체 형성을 위한 수지의 불필요한 낭비를 방지할 수 있게 된다.

또한, 수지의 주입압력을 낮추더라도 수지가 원활하게 주입될 수 있고, 몸체 형성시 강한 주입압력에 의해 수지가 몸체 외부로 세나오는 것을 최소화하고 성형 후 마무리 공정을 생략할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

또한, 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 1은 발광다이오드 패키지의 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 발광다이오드 패키지(10)는 한쌍의 양극 리드프레임(Anode Lead Frame)과 음극 리드프레임(Cathode Lead Frame)으로 이루어진 리드프레임(11)과, 상기 리드프레임(11)의 다이패드에 다이접착제를 매개로 부착되는 발광 칩(12), 상기 리드프레임(11)의 상측에 수지로 성형되어 상기 각 발광 칩(12)을 둘러싸는 외부 리플렉터(13), 상기 각 발광 칩(12)과 리드프레임(11) 사이에 연결되는 통전 와이어(14), 상기 리플렉터(13)내에 충진되는 렌즈(15)를 포함한다.

이하 설명에서는 상기와 같은 구조의 발광다이오드 패키지를 제조하기 위한 성형장치로 리플렉터(13) 내에 수지로 렌즈를 성형하는 성형장치를 예로서 설명한다. 물론, 본 장치는 렌즈 성형을 위한 장치에 한정되지 않으며, 패키지의 리플렉터 등 몸체를 성형하는 성형장치에도 경우에도 적용가능하다 할 것이다.

도 2는 본 성형장치의 일 실시예를 도시하고 있다.

상기한 도면에 의하면, 본 성형장치는 수지가 공급되어 각 금형틀(50)로 수지를 주입시키기 위한 수지주입부(20)와, 상기 수지주입부에 연결되어 수지가 공급되는 복수개의 공급관(21), 상기 각 공급관에 연결되며 서로 일렬로 배열되는 복수개의 금형틀(50)을 포함한다.

상기 금형틀(50)은 내부에 리드프레임이 안착되며, 리드프레임의 리플렉터 내로 공급된 수지를 주입하여 렌즈를 형성하기 위한 금형이다. 본 실시예에서 상기 수지는 렌즈 형성을 위한 고상 또는 액상의 열경화성 에폭시계 수지이다. 또한, 상기 수지는 에폭시계 수지 이외에 고상 또는 액상의 실리콘계 수지로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 각 공급관(21)에 연결되는 복수개의 금형틀(50)은 일렬로 순차 배열되어 하나의 열을 이룬다. 본 실시예에서는 두 개의 열이 한 쌍을 이루게 된다. 이하 열이라 함은 금형틀(50)이 일렬로 배열된 하나의 집합을 의미하는 것으로 정의한다. 또한, 각 열의 금형틀(50) 사이에는 수지의 유통을 위한 연결관(22)이 설치되어 서로 연통된 구조로 되어 있다.

이에 수지가 금형틀(50)의 배열 순서를 따라 연결관(22)을 통해 각 금형틀(50)로 순차적으로 공급되게 된다.

여기서 상기 공급관(21) 및 상기 연결관(22)의 길이는 특별히 한정되지 않으나, 단지 수지의 이동 통로 역할을 할 뿐이므로, 관로 상에 보다 적은 양의 수지가 잔존할 수 있도록 그 길이가 짧아야 한다.

따라서 수지주입부(20)로부터 수지가 주입되면 수지는 각 공급관(21)을 통해 일렬로 배열된 각 열의 금형틀(50)로 주입된다. 공급관(21)으로 주입된 수지는 일차적으로 공급관에 연결되어 있는 선 금형틀(50)로 공급되어 렌즈를 형성하게 된다. 그리고 수지주입부(20)로부터 소정의 압력에 의해 지속적으로 수지가 주입됨으로써, 수지는 선 금형틀을 지나 연결관(22)을 통해 후 금형틀로 주입된다. 후 금형틀로 주입된 수지는 금형틀(50) 내의 리플렉터 내에 채워져 렌즈를 형성하게 되고 계속해서 연결관(22)을 통해 연차적으로 배열되어 있는 각 금형틀(50)로 차례로 주입된다.

이하, 선 금형틀이라 하면 수지의 주입방향을 따라 앞에 위치한 금형틀이며 후 금형틀은 그 다음에 위치한 금형틀을 의미하는 것으로 정의한다.

이와같이 수지주입부(20)로부터 주입압력에 의해 공급된 수지는 일렬로 배열되어 있는 각 금형틀(50)로 차례로 공급되며, 마지막 금형틀(50)까지 도달되면 각 금형틀(50)은 리플렉터 내에 수지가 채워져 렌즈를 형성하게 된다. 그리고 일정시간 경과 후 수지가 경화되면 금형틀(50)로부터 렌즈가 형성된 발광다이오드 패키지를 얻을 수 있게 된다.

이와같이 본 성형장치는 각 금형틀(50)이 공급관으로부터 개별적으로 수지를 공급받는 것이 아니라 수지가 각 금형틀(50)에서 다음 금형틀(50)로 연속적으로 주입됨으로써 공급관(21)의 길이를 최소화할 수 있고, 따라서 공급관에 잔존하여 낭비되는 수지를 줄일 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 3은 본 성형장치의 또다른 실시예로, 본 성형장치는 수지가 공급되어 각 금형틀(50)로 수지를 주입시키기 위한 수지주입부(30)와, 상기 수지주입부에 연결되어 수지가 공급되는 복수개의 공급관(31), 상기 각 공급관에 연결되며 서로 일렬로 배열되는 복수개의 금형틀(50)을 포함한다. 또한 순차적으로 나열된 복수개의 금형틀(50)에 의해 만들어지는 각 열 사이를 연결하는 중간공급관(33)을 포함한다.

즉, 본 실시예의 성형장치는 금형틀(50)에 의해 만들어지는 두 개의 열 중에 한 열만이 수지주입부(30)와 공급관(31)을 매개로 연결되고 상기 열과 나머지 열은 중간공급관(33)을 통해 연결된 구조로 되어 있다.

그리고 상기 각 열을 이루는 복수개의 금형틀(50)은 일렬로 순차 배열되고 각 열의 금형틀(50) 사이에는 수지의 유통을 위한 연결관(32)이 설치되어 서로 연통된 구조로 되어 있다.

따라서 수지주입부(30)로부터 수지가 주입되면 수지는 공급관(31)을 통해 일측 열의 금형틀(50)로 주입된다. 그리고 수지주입부로부터 소정의 압력에 의해 지속적으로 수지가 주입됨으로써, 수지는 선 금형틀(50)을 지나 연결관(32)을 통해 후 금형틀(50)로 주입된다. 후 금형틀(50)로 주입된 수지는 금형틀(50) 내의 리플렉터 내에 채워져 렌즈를 형성하게 되고 계속해서 연결관(32)을 통해 연차적으로 배열되어 있는 각 금형틀(50)로 차례로 주입된다.

이와같이 수지주입부(30)로부터 주입압력에 의해 공급된 수지는 일렬로 배열되어 있는 각 금형틀(50)로 차례로 공급되며, 마지막 금형틀(50)까지 도달되면 일측 열을 이루는 각 금형틀(50)은 리플렉터 내에 수지가 채워져 렌즈를 형성하게 된다. 그리고 수지가 계속 공급됨에 따라 수지는 일측 열과 다음 열을 연결하는 중간공급관(33)을 통해 다음 열로 공급된다. 다음 열로 공급된 수지는 다음 열을 이루는 금형틀(50)에 차례대로 주입되어 리플렉터 내에 채워지게 된다.

이와같이 본 실시예의 성형장치는 하나의 공급관(31)만을 구비하여 각 열의 금형틀(50)로 수지를 주입할 수 있게 된다.

도 4는 본 성형장치의 또다른 실시예를 도시하고 있다.

상기한 도면에 의하면, 본 성형장치는 수지가 공급되어 각 금형틀(50)로 수지를 주입시키기 위한 수지주입부(40)와, 상기 수지주입부에 연결되어 수지가 공급되는 복수개의 공급관(41), 상기 각 공급관에 연결되며 서로 일렬로 배열되는 복수 개의 금형틀(50)을 포함하며, 상기 금형틀(50)은 서로 맞닿아 설치되어, 수지가 일측 금형틀(50)에서 바로 다음 금형틀(50)로 공급되는 구조로 되어 있다.

여기서 본 실시예에 따르면 도 4에서와 같이 한쌍을 이루는 두 개의 열이 각각 공급관(41)을 매개로 수지주입부(40)와 연결된 구조이나, 이러한 구조 외에 한 열만이 공급관을 매개로 수지주입부와 연결되고 다른 열은 열과 열 사이에 연결되는 중간공급관을 매개로 연결된 구조 또한 적용가능하다 할 것이다.

상기 각 열의 금형틀(50)은 서로 접하여 설치되므로 금형틀(50)과 금형틀(50) 사이에는 수지 유통을 위한 별도의 부재가 설치되지 않는다. 도시되지는 않았으나 상기 금형틀(50)은 이웃하는 금형틀(50)과의 접면에 수지 유통을 위한 통로가 형성된다.

이에 수지주입부(40)로부터 수지가 주입되면 수지는 공급관(41)을 통해 각 열의 금형틀(50)로 주입된다. 그리고 수지주입부로부터 소정의 압력에 의해 지속적으로 수지가 주입됨으로써, 수지는 선 금형틀을 지나 바로 접하여 연결되어 있는 후 금형틀로 주입된다. 후 금형틀로 주입된 수지는 금형틀(50) 내의 리플렉터 내에 채워져 렌즈를 형성하게 되고 계속해서 연차적으로 배열되어 있는 각 금형틀(50)로 차례로 주입된다.

이와같이 수지주입부로부터 주입압력에 의해 공급된 수지는 일렬로 배열되어 있는 각 금형틀(50)로 차례로 공급되며, 마지막 금형틀(50)까지 도달되면 일측 열을 이루는 각 금형틀(50)은 리플렉터 내에 수지가 채워져 렌즈를 형성하게 된다.

이와같이 본 성형장치는 각 금형틀(50)이 공급관으로부터 개별적으로 수지를 공급받는 것이 아니라 수지가 각 금형틀(50)에서 다음 금형틀(50)로 연속적으로 주입됨으로써 금형틀(50) 이외의 영역에서 잔존하여 낭비되는 수지의 양을 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.

상기에서는 본 패키지의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 성형장치에 의해 제조되는 발광다이오드 패키지의 일예를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광다이오드 패키지 성형장치의 개략적인 사시도이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광다이오드 패키지 성형장치의 개략적인 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광다이오드 패키지 성형장치의 개략적인 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20,30,40 : 수지주입부 21,31,41 : 공급관

22,32 : 연결관 33 : 중간공급관

50 : 금형틀

Claims (8)

1. 수지의 주입이 이루어지는 수지주입부와,

   상기 수지주입부에 각각 연결되어 수지가 공급되는 적어도 하나 이상의 공급관,

   상기 공급관에 연결되고 수지를 공급받아 리드프레임에 몸체를 형성하기 위한 복수개의 금형틀을 포함하고,

   상기 복수개의 금형틀은 상기 공급관에 연결된 금형틀에 순차 배열되고 서로 연통되어, 수지가 금형틀의 배열 순서를 따라 순차적으로 공급되며,

   상기 각 금형틀이 순차적으로 배열된 열이 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 금형틀의 열이 상기 공급관에 연결되는 발광다이오드 패키지 성형 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금형틀의 열 및 공급관이 복수개 구비되고, 상기 금형틀의 각 열과 각 공급관이 서로 연결된 발광다이오드 패키지 성형 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금형틀의 열이 복수개 구비되고, 각 열 중 하나의 열이 상기 공급관을 통해 수지주입부와 연결되고, 나머지 열은 열과 열 사이에 설치되는 중간공급관을 통해 연결되는 발광다이오드 패키지 성형 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 금형틀 사이에 연결설치되어 수지가 지나는 연결관을 더욱 포함하는 발광다이오드 패키지 성형 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금형틀이 서로 맞닿아 설치되어, 수지가 일측 금형틀에서 바로 다음 금형틀로 공급되는 발광다이오드 패키지 성형 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 금형틀은 발광다이오드에 렌즈를 성형하도록 된 발광다이오드 패키지 성형 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수지는 고상 또는 액상의 열 경화성 에폭시계 수지인 발광다이오드 패키지 성형 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 수지는 고상 또는 액상의 실리콘계 수지인 발광다이오드 패키지 성형 장치.

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