KR101202168B1 - High voltage led package - Google Patents
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Abstract
고전압 발광 다이오드 패키지가 개시된다. 이 패키지는 캐비티를 갖는 패키지 본체, 직렬 연결된 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩 및 한 쌍의 리드 전극들을 포함한다. 상기 발광셀들은 상기 한 쌍의 리드 전극들 사이에서 직렬 연결된다. 이에 따라, 패키지 크기 증가를 완화할 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.A high voltage light emitting diode package is disclosed. The package includes a package body having a cavity, a light emitting diode chip having a plurality of light emitting cells connected in series, and a pair of lead electrodes. The light emitting cells are connected in series between the pair of lead electrodes. Accordingly, it is possible to provide a high voltage LED package capable of alleviating an increase in package size.
발광 다이오드 패키지, 고전압, 형광체, 청색, 적색 Light Emitting Diode Package, High Voltage, Phosphor, Blue, Red
Description
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 특히, 고전압하에서 구동할 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode package, and more particularly, to a high voltage light emitting diode package capable of driving under high voltage.
발광 다이오드를 실장한 발광 소자, 예컨대 발광 다이오드 패키지는 컬러 구현이 가능하여 표시등, 전광판 및 디스플레이용으로 널리 사용되고 있으며, 백색광을 구현할 수 있어 일반 조명용으로도 사용되고 있다. 발광 다이오드는 효율이 높고 수명이 길며 친환경적이어서 그것을 사용하는 분야가 계속해서 증가하고 있다.A light emitting device having a light emitting diode mounted thereon, for example, a light emitting diode package, is widely used for an indicator, an electronic board, and a display because of color implementation, and is also used for general lighting because it can implement white light. Light emitting diodes are more efficient, have a longer lifetime and are more environmentally friendly, and the field of using them continues to increase.
한편, 백색 발광 소자는 주로 청색광을 방출하는 발광 다이오드와 황색 형광체의 조합으로 이루어진다. 그러나 청색 발광 다이오드와 황색 형광체의 조합에 의한 백색광은 일반적으로 적색 영역이 결핍되어 색온도가 높은 백색광이 구현되며, 일반 조명용에 적합하지 않다.On the other hand, a white light emitting element mainly consists of a combination of a light emitting diode and a yellow phosphor which emit blue light. However, the white light by the combination of the blue light emitting diode and the yellow phosphor is generally lacking in the red region to realize a white light having a high color temperature, which is not suitable for general lighting.
색온도가 낮은 온백색(warm white)을 구현하기 위해 적색 형광체가 사용될 수 있으나, 적색 형광체는 일반적으로 광 효율이 높지 않아 그 적용에 한계가 있다. 더욱이, 형광체는 시간이 경과함에 따라 외부에서 유입된 수분과 반응하여 효율이 떨어져 발광 소자의 수명을 단축시키는데, 적색 형광체는 녹색 또는 황색 형 광체에 비해 효율이 상대적으로 더 빠르게 떨어지기 때문에 발광 소자의 수명을 더욱 단축시킨다.The red phosphor may be used to implement warm white having a low color temperature, but the red phosphor generally has a high light efficiency and thus has a limitation in its application. In addition, the phosphor reacts with moisture introduced from the outside over time, reducing efficiency and shortening the lifespan of the light emitting device. The red phosphor reduces the efficiency of the light emitting device relatively faster than the green or yellow phosphor. Shorten the life even further.
한편, 가정용 전원 등을 이용하여 일반 조명용으로 발광 소자를 사용하기 위해서는 고전압하에서 구동할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공할 필요가 있다. 일반적인 발광 다이오드 칩은 구동 전압이 2~4V 범위 내에 있어, 단일 발광 다이오드 칩을 고전압하에서 구동하는 것은 곤란하다. 따라서, 고전압 구동을 위해 복수개의 발광 다이오드 칩들을 직렬 연결하여 사용하게 된다. 그러나, 복수개의 발광 다이오드 칩들을 사용함에 따라 와이어 본딩 공정이 증가하며, 패키지의 크기가 증가하는 문제가 있다. 또한, 고전압하에서 구동할 경우, 발생되는 열이 많아 방열 대책이 필수적이며, 고전압 인가에 따른 누설전류를 방지할 필요가 있다. 특히, 적색 형광체를 대신하여 적색 발광 다이오드 칩을 청색 발광 다이오드 칩과 함께 사용할 경우, GaAs이나 InP와 같은 화합물 반도체를 기판으로 사용하는 적색 발광 다이오드 칩에서 기판을 통한 누설전류가 발생되기 쉽다. 이러한 누설전류는 전기적 안정성을 훼손하여 발광 다이오드 사용을 제한한다.On the other hand, in order to use the light emitting device for general lighting using a home power supply, it is necessary to provide a light emitting diode package capable of driving under high voltage. In general, a light emitting diode chip has a driving voltage in a range of 2 to 4V, and it is difficult to drive a single light emitting diode chip under a high voltage. Therefore, a plurality of LED chips are connected in series for high voltage driving. However, as the plurality of light emitting diode chips are used, the wire bonding process increases, and the size of the package increases. In addition, when driving under a high voltage, a large amount of heat is generated, so a heat dissipation countermeasure is necessary, and it is necessary to prevent leakage current due to high voltage application. In particular, when a red light emitting diode chip is used together with a blue light emitting diode chip instead of a red phosphor, leakage current through the substrate is likely to occur in a red light emitting diode chip using a compound semiconductor such as GaAs or InP as a substrate. This leakage current compromises electrical stability and limits the use of light emitting diodes.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 패키지의 크기를 소형화할 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high voltage light emitting diode package capable of miniaturizing the size of the package.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 백색광, 특히 온백색광을 구현할 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high voltage light emitting diode package capable of implementing white light, particularly warm white light.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 발광 다이오드 칩들에서 발생될 수 있는 누설 전류를 방지하여 전기적 안정성을 제공할 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high voltage light emitting diode package capable of providing electrical stability by preventing leakage current that may occur in light emitting diode chips.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 수분 침투를 완화시킬 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high voltage light emitting diode package that can mitigate moisture penetration.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 캐비티를 갖는 패키지 본체, 직렬 연결된 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩 및 한 쌍의 리드 전극들을 포함한다. 상기 발광셀들은 상기 한 쌍의 리드 전극들 사이에서 직렬 연결된다. 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩을 실장함으로써 패키지 크기 증가를 완화할 수 있는 고전압 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the LED package according to the present invention includes a package body having a cavity, a light emitting diode chip having a plurality of light emitting cells connected in series, and a pair of lead electrodes. The light emitting cells are connected in series between the pair of lead electrodes. By mounting a light emitting diode chip having a plurality of light emitting cells, it is possible to provide a high voltage light emitting diode package capable of alleviating an increase in package size.
한편, 상기 캐비티의 바닥면에 상기 한 쌍의 리드 전극들과 이격된 랜딩 패드가 위치할 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 랜딩 패드 상에 실장될 수 있다. 또한, 상기 랜딩 패드와 이격되어 와이어들을 연결하기 위한 본딩 패드들이 상기 캐비티의 바닥면 상에 위치할 수 있다. 이들 중 두개의 본딩 패드들은 상기 한 쌍의 리드 전극들에 각각 연결된다.Meanwhile, a landing pad spaced apart from the pair of lead electrodes may be disposed on a bottom surface of the cavity, and the LED chip may be mounted on the landing pad. In addition, bonding pads spaced apart from the landing pad to connect wires may be located on a bottom surface of the cavity. Two of these bonding pads are respectively connected to the pair of lead electrodes.
또한, 상기 발광 다이오드 패키지는 제너 다이오드를 더 포함할 수 있다. 상기 제너 다이오드는 상기 발광 다이오드 칩에 병렬 연결된다. 나아가, 상기 두 개의 본딩 패드들 상에 각각 제너 다이오드들이 실장될 수 있다. 상기 제너 다이오드들은 서로 반대 극성으로 연결되어, 상기 발광 다이오드 칩에 병렬 연결될 수 있다. 이에 따라, 순방향 또는 역방향의 정전 방전을 방지할 수 있다.In addition, the light emitting diode package may further include a zener diode. The zener diode is connected in parallel to the light emitting diode chip. Furthermore, Zener diodes may be mounted on the two bonding pads, respectively. The zener diodes may be connected in opposite polarities to each other and may be connected to the LED chip in parallel. Thus, electrostatic discharge in the forward or reverse direction can be prevented.
한편, 상기 랜딩 패드는 반사율이 높은 금속 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 랜딩 패드를 이용하여 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사시킬 수 있으며, 그 결과 고효율의 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.Meanwhile, the landing pad may be formed of a metal material having high reflectance. Accordingly, the landing pad may be used to reflect light emitted from the light emitting diode chip, thereby providing a light emitting diode package having high efficiency.
한편, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩과 다른 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩을 더 포함할 수 있다. 이들 발광 다이오드 칩들 및 상기 형광체의 조합에 의해 다양한 색상의 광, 예컨대, 백색광을 구현할 수 있다.The LED package may further include at least one LED chip emitting light having a wavelength different from that of the LED chip having the plurality of light emitting cells. By combining these light emitting diode chips and the phosphor, light of various colors, for example, white light, may be realized.
한편, 몰딩부가 상기 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩과 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩을 덮을 수 있으며, 상기 형광체는 상기 몰딩부 내에 분포될 수 있다.Meanwhile, a molding part may cover the light emitting diode chip having the plurality of light emitting cells and the at least one light emitting diode chip, and the phosphor may be distributed in the molding part.
상기 발광 다이오드 패키지는 서로 이격되어 상기 캐비티의 바닥면에 위치하는 복수개의 랜딩 패드들을 포함하고, 상기 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩 및 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 각각 상기 랜딩 패드들 상에 실 장될 수 있다. 또한, 이들 칩들은 상기 한 쌍의 리드 전극들 사이에서 서로 직렬 연결될 수 있다.The light emitting diode package includes a plurality of landing pads spaced apart from each other and positioned on a bottom surface of the cavity, wherein the light emitting diode chip having the plurality of light emitting cells and the at least one light emitting diode chip are respectively disposed on the landing pads. Can be mounted. In addition, these chips may be connected in series with each other between the pair of lead electrodes.
상기 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩은 청색광을 방출할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩은 적색광을 방출할 수 있다.The light emitting diode chip having the plurality of light emitting cells may emit blue light, and the at least one light emitting diode chip may emit red light.
복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 청색 발광 다이오드 칩과 복수개의 적색 발광 다이오드 칩들을 직렬 연결함으로써 고전압 구동이 가능하며, 또한, 서로 이격된 랜딩 패드들 상에 각각 상기 발광 다이오드 칩들을 실장함으로써, 발광 다이오드 칩들에서 발생될 수 있는 누설전류를 방지할 수 있다. 나아가, 청색 발광 다이오드 칩 및 복수개의 적색 발광 다이오드 칩들과 형광체를 조합하여 고전압하에서 온백색광을 구현할 수 있다.By connecting the blue light emitting diode chip and the plurality of red light emitting diode chips connected in series to each other in series, high voltage driving is possible, and the light emitting diode chips are mounted on the landing pads spaced apart from each other. It can prevent the leakage current which can be generated in the Furthermore, a combination of the blue light emitting diode chip, the plurality of red light emitting diode chips, and the phosphor may implement warm white light under high voltage.
상기 형광체는 상기 청색 발광 다이오드 칩 및 상기 적색 발광 다이오드 칩들 상부에 배치되어, 상기 청색 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장 변환시킴과 아울러 상기 청색 발광 다이오드 칩에서 방출된 광 및 적색 발광 다이오드 칩들에서 방출된 광을 산란시키어 광을 균일하게 혼합한다.The phosphor is disposed on the blue light emitting diode chip and the red light emitting diode chips, and converts the light emitted from the blue light emitting diode chip and emits the light emitted from the blue light emitting diode chip and the red light emitting diode chips. Scattered light to mix the light uniformly.
본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 캐비티는 서로 단차진 제1 캐비티와 제2 캐비티를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 캐비티가 제2 캐비티의 아래쪽에 위치하며, 상기 랜딩패드들은 상기 제1 캐비티의 바닥면에 배치된다.In some embodiments of the present invention, the cavity may include a first cavity and a second cavity stepped with each other. Here, the first cavity is located below the second cavity, and the landing pads are disposed on the bottom surface of the first cavity.
또한, 상기 고전압 발광 다이오드 패키지는 상기 제1 캐비티에서 상기 발광 다이오드 칩들을 덮는 몰딩부, 상기 제2 캐비티의 바닥면 및 상기 몰딩부 상에 형성된 렌즈 접착제 및 상기 렌즈 접착제에 의해 패키지 본체에 접착된 렌즈를 더 포 함할 수 있다. 상기 렌즈에 의해 광의 지향각을 조절할 수 있다.The high voltage LED package may include a molding part covering the LED chips in the first cavity, a lens adhesive formed on the bottom surface of the second cavity and the molding part, and a lens adhered to the package body by the lens adhesive. It may contain more. The directivity angle of the light can be adjusted by the lens.
이때, 상기 형광체는 상기 몰딩부 내에 분포될 수 있다. 또한, 상기 몰딩부는 겔 타입 실리콘이고, 상기 렌즈 접착제는 듀로미터 쇼어 값이 60 이상인 고경도 실리콘일 수 있다. 겔 타입 실리콘 몰딩부와 고경도 실리콘 접착제의 조합에 의해 몰딩부와 접착제, 접착제와 렌즈 사이의 계면 특성을 강화할 수 있으며, 특히 계면 박리 및 수분 침투를 방지할 수 있다. 나아가, 수분 침투를 방지하기 위해 상기 렌즈는 글래스 렌즈인 것이 바람직하다.In this case, the phosphor may be distributed in the molding part. The molding part may be gel type silicon, and the lens adhesive may be high hardness silicon having a durometer shore value of 60 or more. The combination of the gel type silicone molding and the high hardness silicone adhesive can enhance the interfacial properties between the molding and the adhesive, the adhesive and the lens, and in particular, can prevent interfacial peeling and moisture penetration. Furthermore, the lens is preferably a glass lens in order to prevent moisture penetration.
복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 발광 다이오드 칩을 채택함으로써 고전압 구동이 가능하며, 패키지의 크기가 증가하는 것을 완화할 수 있다. 또한, 복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 발광 다이오드 칩 및 그것과 다른 파장의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩을 조합함으로써 다양한 색상의 광을 구현할 수 있다. 또한, 서로 이격된 랜딩 패드들 상에 각각 상기 발광 다이오드 칩들을 실장함으로써, 발광 다이오드 칩들에서 발생될 수 있는 누설전류를 방지할 수 있다. 상기 랜딩 패드들은 발광 다이오드 칩들에서 발생된 열을 분산시킴으로써 발광 다이오드 패키지의 방열 특성을 향상시킨다. 나아가, 청색 발광 다이오드 칩 및 복수개의 적색 발광 다이오드 칩들과 형광체를 조합하여 고전압하에서 고출력의 백색광, 특히 온백색광을 구현할 수 있다. 또한, 겔 타입의 실리콘 몰딩부와 고경도 실리콘 접착제 및 글래스 렌즈를 채택함으로써, 외부에서 수분이 유입되는 것을 방지할 수 있다.By adopting a light emitting diode chip in which a plurality of light emitting cells are connected in series, high voltage driving is possible, and an increase in the size of a package can be alleviated. In addition, a plurality of colors may be realized by combining a light emitting diode chip having a plurality of light emitting cells connected in series and a light emitting diode chip emitting light having a different wavelength from the light emitting diode chip. In addition, by mounting the LED chips on landing pads spaced apart from each other, leakage current that may occur in the LED chips may be prevented. The landing pads improve heat dissipation characteristics of the LED package by dissipating heat generated from the LED chips. Furthermore, by combining the blue light emitting diode chip, the plurality of red light emitting diode chips and the phosphor, high power white light, particularly warm white light, may be realized under high voltage. In addition, by adopting a gel-type silicone molding, a high hardness silicone adhesive, and a glass lens, it is possible to prevent the inflow of moisture from the outside.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention can be fully conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In the drawings, widths, lengths, thicknesses, and the like of components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이고, 도 3은 도 1의 발광 다이오드 패키지의 등가 회로도이다.1 is a plan view illustrating a high voltage LED package according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the LED package of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발광 다이오드 패키지는 패키지 본체(21), 복수개의 랜딩 패드들(23), 청색 발광 다이오드 칩(30a), 복수개의 적색 발광 다이오드 칩들(30b), 형광체 및 한 쌍의 리드 전극들(29a, 29b)을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드 패키지는 본딩 패드들(25, 25a, 25b), 와이어들, 몰딩부(31), 접착제(33) 및 렌즈(35)를 더 포함할 수 있다.1 and 2, the LED package includes a
패키지 본체(21)는 세라믹 또는 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 내열 특성 및 전기적 안정성을 위해 세라믹으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 패키지 본체(21)는 제1 캐비티(21a)와 제1 캐비티에서 단차지게 형성된 제2 캐비티(21b)를 가질 수 있다.The
복수개의 랜딩 패드들(23)이 상기 패키지 본체(21)의 제1 캐비티(21a) 바닥면에 위치한다. 도시한 바와 같이, 제1 캐비티(21a)의 중앙 영역에 하나의 랜딩 패 드가 위치하고, 그 주위에 랜딩 패드들이 배치될 수 있다. 이들 랜딩 패드들(23)은 서로 이격되어 제1 캐비티(21a)의 바닥면에 배치된다. 랜딩 패드들(23)은 Ag, Al이나 Cu와 같은 고반사율을 갖는 금속 물질로 형성될 수 있다.A plurality of
한편, 상기 제1 캐비티(21a)의 바닥면에 본딩 패드들(25)이 배치될 수 있다. 이들 본딩 패드들(25)은 상기 랜딩 패드들(23)과 이격되어 배치되며, 랜딩 패드들(23) 사이에 위치한다. 상기 본딩 패드들(25)은 상기 랜딩 패드들(23)과 동일한 금속 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 랜딩 패드들(23)과 다름 도전성 물질로 형성될 수도 있다. 상기 본딩 패드들(25) 중 두개의 본딩 패드들(25a, 25b)은 패키지 본체(21)의 외부에 노출된 리드 전극들(29a, 29b)에 전기적으로 연결되어 있다.Meanwhile,
리드 전극들(29a, 29b)은 패키지 본체(21)의 바닥면에 위치하여 외부 전원으로부터 전력을 공급받는다. 또한, 상기 리드 전극들(29a, 29b)은 브리지 정류기에 연결될 수 있다.The
청색 발광 다이오드 칩(30a)은 단일 기판 상에 서로 직렬 연결된 복수개의 발광셀들(30d)을 갖는다. 상기 청색 발광 다이오드 칩(30a)은 예컨대 12개의 발광셀들을 가질 수 있다. 상기 직렬 연결된 발광셀들의 양단에는 와이어들을 본딩하기 위한 패드들이 제공된다. 이러한 청색 발광 다이오드 칩(30a)은 AlInGaN계 화합물 반도체로 이루어진 발광셀들을 가지며, 이들 발광셀들은 배선들에 의해 서로 직렬 연결된다. 상기 발광셀들은 InGaN층을 포함하는 활성영역을 가지어 청색광을 방출할 수 있다. 상기 청색 발광 다이오드 칩(30a)은 제1 캐비티(21a)의 중앙 영역에 위치하는 랜딩 패드(25) 상에 실장된다.The
한편, 복수개의 적색 발광 다이오드 칩들(30b)이 상기 중앙 영역에 위치하는 랜딩 패드 주위의 랜딩 패드들(25) 상에 각각 실장된다. 따라서 적색 발광 다이오드 칩들(30b)은 청색 발광 다이오드 칩(30a) 주위에 배치된다. 상기 적색 발광 다이오드 칩들(30b)은 AlGaINP계 또는 AlGaAs계 화합물 반도체로 이루어진 활성 영역을 가지어 적색광을 방출할 수 있다.Meanwhile, a plurality of red light emitting
상기 청색 발광 다이오드 칩(30a) 및 적색 발광 다이오드 칩들(30b)은 와이어들을 통해 본딩 패드들(25a, 25b) 사이에서 서로 직렬 연결된다. 여기서, 직렬 연결은 그 양단에 전압이 인가되었을 때 순방향 전류가 흐를 수 있도록 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)이 연결된 것을 의미한다. 즉, 와이어들이 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)과 본딩 패드들(25, 25a, 25b)을 서로 연결하여 본딩 패드(25a)와 본딩 패드(25b)에 순방향 전압이 인가되었을 때 상기 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)이 구동된다.The blue light emitting
한편, 상기 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)을 보호하기 위해 제너 다이오드(30c)가 실장될 수 있다. 제너 다이오드(30c)는 상기 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)에 병렬 연결되어 정전 방전으로부터 상기 발광 다이오드 칩들을 보호한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 두 개의 제너 다이오드들(30c)이 서로 반대극성으로 연결되어 상기 발광 다이오드 칩들에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제너 다이오드들(30)은 본딩 패드들(25a, 25b) 상에 실장될 수 있다. 상기 제너 다이오드들(30c)은 와이어가 본딩되는 패드들이 서로 다른 면측에 위치하는 수직형 구조이므로, 하 나의 패드는 본딩 패드에 연결된다. 따라서 위쪽에 위치하는 패드들을 와이어로 서로 연결함으로써 반대극성으로 연결된 제너 다이오드들을 제공할 수 있다.Meanwhile, a
한편, 몰딩부(31)가 상기 제1 캐비티(21a) 내의 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)을 덮는다. 상기 몰딩부(31)은 광 투과성 재료로 형성되며, 예컨대 에폭시나 실리콘으로 형성될 수 있다. 고전압 구동시 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)에서 많은 열이 발생될 수 있으며, 이 열에 의해 몰딩부(31)에 열적 스트레스가 가해질 수 있다. 따라서, 상기 몰딩부(31)는 열적 스트레스에 안정하도록 예컨대 겔 타입 실리콘인 것이 바람직하다.Meanwhile, the
상기 몰딩부(31) 내에 형광체가 분포될 수 있다. 상기 형광체는 청색 발광 다이오드 칩(30a)에서 방출된 광의 일부를 파장변환시킨다. 예컨대, 상기 형광체는 녹색 형광체 또는 황색 형광체일 수 있다. 상기 형광체는 또한 청색 발광 다이오드 칩(30a) 및 적색 발광 다이오드 칩들(30b)에서 방출된 광을 산란시키어 이들 광을 혼합한다. 또한, 광 혼합을 위해, 상기 몰딩부(31) 내에 확산제가 분포될 수도 있다.Phosphors may be distributed in the
상기 몰딩부(31) 상에 렌즈 접착제(33)를 통해 렌즈(35)가 접착된다. 상기 렌즈 접착제(33)는 몰딩부(31)와 렌즈(35) 사이의 계면 특성을 향상시키기 위해 고경도 실리콘인 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 고경도 실리콘은 듀로미터 쇼어 60 이상인 것이 바람직하다. 한편, 실리콘의 경도는 일반적으로 듀로미터 쇼어 100을 넘지 못한다.The
상기 렌즈(35)는 플라스틱 렌즈일 수 있으나, 수분 침투를 방지하기 위해 글 래스 렌즈인 것이 바람직하다. 상기 렌즈(35)는 제2 캐비티(21b) 상에 접착되며, 렌즈의 측면부에도 렌즈 접착제(33)가 접착되어 수분 침투를 방지한다. 상기 렌즈 접착제(33)는 제2 캐비티(21b)의 내벽과 렌즈(35) 사이를 채우며, 일부가 렌즈의 상부 곡면을 따라서 위로 올라간다. 이에 따라. 렌즈(35)와 제2 캐비티(21b)의 내벽 사이를 통해 수분이 침투하는 것을 방지하며, 또한 렌즈(35)를 패키지 본체(21)에 강하게 고정시킬 수 있다.The
본 실시예에 있어서, 상기 적색 발광 다이오드 칩들(30b)은 와이어가 본딩되는 패드들이 동일면 측에 위치하는 2본딩 다이를 나타내지만, 서로 다른 면 측에 위치하는 1본딩 다이일 수도 있다. 이 경우, 본딩 패드들(25)은 생략될 수 있으며, 와이어들은 랜딩 패드들과 적색 발광 다이오드 칩들(30b)을 연결할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the red light emitting
본 실시예에 있어서, 형광체가 상기 몰딩부(31) 내에 분포된 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 형광체는 상기 몰딩부(31) 상부에 위치할 수도 있다.In the present embodiment, it has been described that the phosphor is distributed in the
본 실시예에 있어서, 청색 발광 다이오드 칩(30a)과 적색 발광 다이오드 칩들(30b)을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 특정한 색상의 광을 구현하기 위해 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩들이 서로 조합되어 사용될 수 있다. 나아가, 직렬연결된 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩이 단독으로 사용될 수도 있다.In the present embodiment, the blue light emitting
도 3은 도 1의 발광 다이오드 패키지의 등가회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of the LED package of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 리드 전극들(29a, 29b) 사이에서 청색 발광 다이오드 칩(30a) 및 적색 발광 다이오드 칩들(30b)이 직렬 연결되어 있다. 상기 청색 발광 다이오드 칩(30a)은 직렬 연결된 복수개의 발광셀들(30d)을 포함한다. 예컨대, 12개의 발광셀들(30d)이 단일 기판 상에서 직렬 연결될 수 있으며, 상기 청색 발광 다이오드 칩(30a)의 양 옆에 각각 3개의 적색 발광 다이오드 칩들(30b)이 연결되어 있다. 그러나 발광셀들 및 적색 발광 다이오드 칩들의 개수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 인가되는 전압에 따라, 더 많은 수의 발광셀들을 갖는 청색 발광 다이오드 칩 및 적색 발광 다이오드 칩들이 패키지 내에 실장될 수 있다. 다만, 현재의 발광 다이오드 칩들의 광 효율 및 형광체의 변환 효율을 고려하여 발광셀의 개수와 적색 발광 다이오드 칩들의 개수의 비율은 약 2:1인 것이 온백색광을 구현하기 위해 바람직하다.Referring to FIG. 3, the blue light emitting
또한, 청색 발광 다이오드 칩(30a)이 청색 발광 다이오드 칩들의 중간에 연결되는 것으로 도시하였지만, 이들 칩들(30a, 30b)이 직렬 연결되는 한, 회로 내에서 그 위치는 특별히 한정되지 않는다.In addition, although the blue light emitting
한편, 제너 다이오드들(30c)이 상기 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)에 병렬 연결되어 있다. 이때, 제너 다이오드들(30c)은 서로 반대 극성으로 연결된다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩들(30a, 30b)에 정전기와 같은 순가적인 고전압이 순방향 또는 역방향 어느 쪽으로 인가되어도, 상기 제너 다이오드들(30c)에 의해 정전 방전을 방지하여 발광 다이오드 패키지를 보호할 수 있다.Meanwhile,
직렬 연결된 발광 다이오드 칩들의 양쪽 단자, 예컨대 리드 전극들(29a, 29b)는 브리지 정류기(도시하지 않음)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 따라서 상 기 발광 다이오드 패키지는 고전압 교류 전원하에서 구동될 수 있다.Both terminals of the LED chips connected in series, for example, the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a high voltage LED package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 도 1의 발광 다이오드 패키지의 등가 회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of the light emitting diode package of FIG. 1.
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