KR101166066B1 - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

발광다이오드 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR101166066B1
KR101166066B1 KR1020100131371A KR20100131371A KR101166066B1 KR 101166066 B1 KR101166066 B1 KR 101166066B1 KR 1020100131371 A KR1020100131371 A KR 1020100131371A KR 20100131371 A KR20100131371 A KR 20100131371A KR 101166066 B1 KR101166066 B1 KR 101166066B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting diode
heat sink
chip
circuit board
Prior art date
Application number
KR1020100131371A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120070000A (ko
Inventor
임준성
Original Assignee
주식회사 루셈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 루셈 filed Critical 주식회사 루셈
Priority to KR1020100131371A priority Critical patent/KR101166066B1/ko
Publication of KR20120070000A publication Critical patent/KR20120070000A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101166066B1 publication Critical patent/KR101166066B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Abstract

본 발광다이오드 패키지는, 발광다이오드 칩이 배치될 칩 배치 영역이 개구된 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 하면에 부착된 히트싱크와, 칩 배치 영역을 통해 노출된 히트싱크에 실장된 발광다이오드 칩을 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 발광다이오드 칩이 실장된 상기 히트싱크의 일 영역에는 복수의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다. 나아가, 히트싱크의 배면에는 복수의 홈이 형성될 수 있다.

Description

발광다이오드 패키지{Light Emitting Diode Package}
본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 인쇄회로기판 하부에 히트싱크가 부착되어 방열 특성이 우수한 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 발광다이오드(Light Emitting Diode; 이하, "LED"라 함)는 전류 인가에 의해 P-N 접합(P-N Junction)에서 전자와 정곡이 만나 빛을 발하는 발광소자를 말한다. LED 소자는 인쇄회로기판에 실장되어 전류를 인가받아 발광할 수 있도록 패키지 형태로 제작될 수 있다. 이러한 LED는 최근 조명용이나, LCD(Liquid Crystal Display)용 백라이트 등등으로 사용되고 있으며, 특히 다른 발광 소자들에 비해 효율 및 발광 특성이 우수하여 점차 그 사용량이 증가되고 있다.
한편, LED가 점차 소형화되면서 몇가지 중요한 문제점이 부각되고 있는데, 그 중에서도 특히 방열이 큰 문제로 대두되고 있다. LED 패키지에서 LED 칩으로부터 발생한 열은 발광 성능 및 수명에 직접적인 영향을 미친다. 그 이유는 LED 칩에서 발생한 열이 지속되는 경우 LED 칩을 이루는 반도체의 결정 구조에 전위(Dislocation), 부정합(Mismatch) 등을 유발하기 때문이다. 더욱이, 최근 고출력의 LED 패키지가 개발되고 있는데, 이러한 고출력 LED 패키지는 고전압 환경에서 동작되고, 그러한 고전압으로 인해 LED 칩에서 더욱 많은 열이 발생된다.
LED 패키지에서 방열 특성을 향상시키기 위한 방법으로서, 종래에는 LED 칩을 실장할 인쇄회로기판의 이면에 소정의 금속판을 이용한 플레이트 형상의 히트싱크를 부착하여 열을 방출시키는 구조가 제안되었다. 이러한 구조에서는 LED 칩에서 발생된 열이 인쇄회로기판을 거쳐 히트싱크를 통해 방출되는데, 즉 LED 칩의 발열을 인쇄회로기판과 열교환하고, 다시 인쇄회로기판과 히트싱크 사이에 열교환이 이루어짐으로써 방열이 진행된다. 이러한 열교환 방식은 그 과정이 복잡하여, 특히 고출력 LED 패키지나 대형 LED 모듈 등에 사용하기에는, 아직 그 방열 효율이 충분하지 않다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 발광다이오드 칩에서 발생한 열이 히트싱크 및 대기와의 직접 접촉에 의한 이중의 방열 메카니즘을 가진 발광다이오드 패키지를 제공함으로써, 종래에 비해 더욱 효과적으로 방열시킬 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 발광다이오드 칩이 배치될 칩 배치 영역이 개구된 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 하면에 부착된 히트싱크와, 칩 배치 영역을 통해 노출된 히트싱크에 실장된 발광다이오드 칩을 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 발광다이오드 칩이 실장된 상기 히트싱크의 일 영역에는 복수의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다. 나아가, 히트싱크의 배면에는 복수의 홈이 형성될 수 있다.
또한, 인쇄회로기판은 베이스층, 회로패턴층 및 상기 회로패턴층을 보호하는 커버층으로 이루어진 연성인쇄회로기판일 수 있고, 여기서 발광다이오드 칩은 본딩와이어를 통해 회로패턴층에 전기적으로 접속될 수 있다.
아울러, 발광다이오드 칩은 칩 배치 영역에 의해 노출된 히트싱크의 일 영역에 열전도성 접착층으로 부착될 수 있으며, 여기서 열전도성 접착층으로는 은(Ag), 솔더 크림, 실리콘 및 써멀 콤파운드 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 패키지에서는, 발광다이오드 칩이 실장될 인쇄회로기판의 소정의 영역이 개구되고, 이 개구를 통해 발광다이오드 칩이 직접 히트싱크에 부착될 수 있다. 따라서, 발광다이오드 칩에서 발생한 열을 히트싱크에 의해 방열함에 있어서 그 효율이 크게 증대될 수 있다. 나아가, 발광다이오드 칩이 실장되는 히트싱크의 소정의 영역에는 복수개의 관통홀이 형성되어 있으므로, 발광다이오드 칩에서 발생한 열이 직접 대기와의 접촉에 의해 방열될 수 있다. 더구나, 히트싱크의 배면에는 복수개의 홈이 형성되어 있어서, 이 홈들로 인하여 히트싱크가 대기와 접촉하는 면적이 증가됨에 따라 히트싱크의 방열 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지에서 사용되는 히트싱크의 평면도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 발광다이오드 칩이 배치될 칩 배치 영역(A)이 개구된 인쇄회로기판(20)과, 인쇄회로기판(20)의 하면에 부착된 히트싱크(40)와, 칩 배치 영역(A)을 통해 노출된 히트싱크(40)에 실장된 발광다이오드 칩(10)으로 구성된다.
도 1을 통해, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 세부 구성에 대해 설명하면, 인쇄회로기판(20)은, 예컨대 폴리이미드로 이루어진 베이스층(22), 구리 등의 금속으로 이루어진 회로패턴층(24), 그리고 이 회로패턴층(24)을 보호하는 커버층(26)으로 구성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다. 아울러, 인쇄회로기판(20) 하부에는 소정의 절연층(30)을 매개로 한 히트싱크(40)가 부착된다. 이 히트싱크(40)는 열전도도가 우수한 재질, 예컨대 은, 구리, 알루미늄 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 여기서, 기판(20)에는 발광다이오드 칩(10)이 배치될 영역이 개구된 칩 배치 영역(A)이 형성되어 있다. 그리고, 칩 배치 영역(A)에 의해 노출된 히트 싱크(40)의 일 영역에 직접 발광다이오드 칩(10)을 부착한다.
특히, 발광다이오드 칩(10)에는 N-전극 패드(미도시) 및 P-전극 패드(미도시)가 형성될 수 있는데, 이들 N-전극 패드 및 P-전극 패드는 본딩와이어(12)에 의해 기판(20)의 회로패턴층(24)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광다이오드 칩(10)을 히트싱크(40)에 부착할 때, 예컨대 열전도성 접착층(16)을 이용하여 부착할 수 있다. 여기서, 열전도성 접착층(16)으로는 은(Ag), 솔더 크림, 실리콘 및 써멀 콤파운드 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 그리고, 발광다이오드 칩(10)을 히트싱크(40)에 부착한 후에는, 발광다이오드 칩(10) 상부에 소정의 렌즈(14)를 형성할 수 있으며, 발광다이오드 칩(10)이 실장된 기판(20)의 주변 영역에는 저항이나 커패시터 등의 수동소자들, IC 칩 등의 능동소자들이 함께 실장될 수 있다.
한편. 도 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 히트싱크(40)는, 발광다이오드 칩(10)이 실장된 영역에 복수의 관통홀(44)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구조의 발광다이오드 패키지에서는, 발광다이오드 칩(10)이 직접 히트싱크(40)에 접촉되어 있으므로, 발광다이오드 칩(10)에서 발생한 열이 히트싱크(40)를 통해 직접 방열될 수 있다. 나아가, 칩 배치 영역(A)에 형성된 관통홀(44)에 의하여, 발광다이오드 칩(10)이 대기와 접촉하는 면적이 증가되므로, 발광다이오드 패키지의 방열 효과가 더욱 향상될 수 있다. 여기서, 도 2에는 관통홀(44)의 형상을 원형으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 관통홀의 형상 및 개수는 다양하게 변형하는 것이 가능하다.
또한, 도 1에서 보듯이, 히트싱크(40)의 배면에 복수의 홈(42)을 형성할 수도 있다. 이러한 홈들(42)로 인해 히트싱크(40)의 배면이 대기와 접촉하는 면적이 증가되며, 그에 따라 발광다이오드 칩(10)에서 발생한 열이 히트싱크(40)를 매개로 방열될 때 방열 효율이 더욱 향상될 수 있다. 아울러, 도 1 및 도 2에서는, 관통홀(44)이 형성된 칩 배치 영역(A)에서는 홈(42)이 형성되지 않은 것으로 도시하였으나, 칩 배치 영역(A)에서의 히트싱크(40) 배면에 관통홀(44)과 함께 홈(42)이 형성될 수도 있음을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 발광다이오드 칩 12 : 본딩와이어
14 : 렌즈 16 : 접착층
20 : 인쇄회로기판 22 : 베이스층
24 : 회로패턴층 26 : 커버층
30 : 절연층 40 : 히트싱크
42 : 홈 44 : 관통홀

Claims (5)

  1. 발광다이오드 칩이 배치될 칩 배치 영역이 개구된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하면에 부착된 히트싱크; 및 상기 칩 배치 영역을 통해 노출된 상기 히트싱크에 실장된 발광다이오드 칩;을 포함하고,
    상기 발광다이오드 칩이 실장된 상기 히트싱크의 일 영역에는 복수의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 베이스층, 회로패턴층 및 상기 회로패턴층을 보호하는 커버층으로 이루어진 연성인쇄회로기판이고, 상기 발광다이오드 칩은 본딩와이어를 통해 상기 회로패턴층에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩은 상기 칩 배치 영역에 의해 노출된 상기 히트싱크의 일 영역에 열전도성 접착층으로 부착된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열전도성 접착층은 은(Ag), 솔더 크림, 실리콘 및 써멀 콤파운드 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크의 배면에 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
KR1020100131371A 2010-12-21 2010-12-21 발광다이오드 패키지 KR101166066B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100131371A KR101166066B1 (ko) 2010-12-21 2010-12-21 발광다이오드 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100131371A KR101166066B1 (ko) 2010-12-21 2010-12-21 발광다이오드 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120070000A KR20120070000A (ko) 2012-06-29
KR101166066B1 true KR101166066B1 (ko) 2012-07-19

Family

ID=46687961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100131371A KR101166066B1 (ko) 2010-12-21 2010-12-21 발광다이오드 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101166066B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870301A (zh) * 2016-06-08 2016-08-17 广州硅能照明有限公司 一种led光引擎封装结构及其加工方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101329703B1 (ko) * 2012-12-12 2013-11-14 주식회사 디씨앤 반사율을 개선한 방열 히트싱크 부착형 ｌｅｄ 패키지 기판

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273591A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2009528695A (ja) 2006-03-03 2009-08-06 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 発光ダイオードパッケージ及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009528695A (ja) 2006-03-03 2009-08-06 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 発光ダイオードパッケージ及びその製造方法
JP2007273591A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870301A (zh) * 2016-06-08 2016-08-17 广州硅能照明有限公司 一种led光引擎封装结构及其加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120070000A (ko) 2012-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7586126B2 (en) Light emitting diode lighting module with improved heat dissipation structure
TWI645580B (zh) 發光二極體覆晶晶粒及顯示器
JP2010530632A (ja) 金属ベースの光素子パッケージモジュールおよびその製造方法
US10064272B2 (en) Light emitting device using metal substrate for improving heat dissipation efficiency
JP2011233801A (ja) 発光素子モジュール
US7939919B2 (en) LED-packaging arrangement and light bar employing the same
KR101051488B1 (ko) 발광 다이오드 유닛의 제조 방법과, 이 방법에 의하여 제조된 발광 다이오드 유닛
JP5038355B2 (ja) 光半導体装置モジュール
US8168997B2 (en) Light emitting diode package
KR101166066B1 (ko) 발광다이오드 패키지
US10784423B2 (en) Light emitting device
JP5496975B2 (ja) 半導体装置モジュール
JP6210720B2 (ja) Ｌｅｄパッケージ
KR20090033592A (ko) 방열 특성이 향상된 ｌｅｄ 어레이 모듈
TW201616699A (zh) 驅動覆晶發光晶片之電路板及包含其之發光模組
JP2012253073A (ja) 半導体装置
KR100979971B1 (ko) 발광 다이오드 유닛의 제조 방법과, 이 방법에 의하여 제조된 발광 다이오드 유닛
KR20120069999A (ko) 발광다이오드 패키지
KR101259876B1 (ko) 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법
KR101237520B1 (ko) 발광다이오드 패키지
TWI648885B (zh) 發光裝置
KR101168420B1 (ko) 테이프 타입 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조 방법
KR101180378B1 (ko) 방열 효율을 개선한 엘이디 장치 및 그의 제조 방법
KR20120067542A (ko) 발광모듈 및 이를 이용한 백라이트 유닛
KR20130118446A (ko) 기판 및 이를 구비한 발광 소자 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150710

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee