KR101216932B1 - 램프형 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 램프형 발광소자에 관한 것으로서, 발광칩이 실장되는 제 1 리드프레임에 제 2 리드프레임이 전기적으로 연결되고, 제 1 및 제 2 리드프레임의 일부와 발광칩은 몰딩부에 의해 봉지되며, 접착력이 높은 절연수지인 고정부가 제 1 리드프레임과 제 2 리드프레임의 이격 거리를 일정하게 유지하는 구성으로, 리드프레임에 열응력이 작용하거나 외부 응력이 가해지는 경우 몰딩부에서 크랙이 발생되는 것을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
발광칩, 리드프레임, 와이어, 절연수지

Description

램프형 발광소자{LAMP LIGHT EMITTING DIODE}
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 램프형 발광소자를 도시한 단면도.
도 2는 종래기술에 따른 램프형 발광소자에 발생되는 크랙부위를 나타낸 상태도.
도 3a는 본 발명에 따른 램프형 발광소자를 도시한 단면도.
도 3b는 도 3에 도시된 램프형 발광소자의 변형예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 램프형 발광소자를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 램프형 발광소자를 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
100 : 발광칩 200 : 리드프레임
210 : 제 1 리드프레임 220 : 제 2 리드프레임
300 : 고정부 400 : 몰딩부
본 발명은 램프형 발광소자에 관한 것으로서, 접착력이 높은 절연수지로 이루어진 고정부를 통해 제 1 리드프레임와 제 2 리드프레임을 상호 고정함으로 몰딩부의 부분적인 크랙을 방지하는 램프형 발광소자에 관한 것이다.
일반적으로, 발광소자는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기 신호를 빛 형태로 변화시키기 위한 것으로, 수명이 길고, 부피가 작으며, 소비전력이 적어 각종 기계장치의 표시용 소자, 자동차의 내외장에 마련되는 조명기기, 전광판 등에 널리 사용되고 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 램프형 발광소자의 단면도를 나타내고, 도 2는 외부 응력이 램프형 발광소자에 가해지는 경우 크랙이 발생하는 위치 상태를 나타낸다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 램프형 발광소자는 제 1 및 제 2 리드프레임(21,22)를 포함하는 리드프레임(20)과, 상기 제 1 리드프레임(21) 상에 실장된 발광칩(10)과, 상기 발광칩(10)과 제 2 리드프레임(22)을 연결하는 와이어(30)와, 통상 에폭시 수지로 구성되어 상기 발광칩(10) 및 와이어(30)를 봉지하는 몰딩부(40)를 포함한다.
이와 같은 구성의 램프형 발광소자는 일정 형상의 몰드컵 내에 에폭시 수지를 일정량 주입하고, 발광칩(10)이 실장된 리드프레임(20)을 에폭시 수지가 담긴 몰드컵 내에 디핑(Dipping)하여 일정온도에서 열처리하고, 경화하여 형성한다. 이 후, 리드프레임(20)의 필요없는 부분을 트리밍(Trimming)하고, 자동 삽입을 위해 트리밍된 발광소자를 일정 간격으로 배열하여 테이프(tape)에 고정하는 태핑(taping) 공정을 거치게 된다. 여기서, 포밍(forming) 타입의 발광소자는 도 1b에 도시된 바와 같이, 리드프레임(20)의 단부가 일정 간격으로 벌어지도록 성형된다. 이러한 과정에서 적은 양의 에폭시가 몰딩된 부분으로 외부 응력이 전달되어 도 2에 도시된 바와 같은 크랙(C)이 발생되고 결국 제품 불량의 원인이 되는 문제가 있었다.
또한, 리드프레임을 기판에 연결하기 위해 납솔더링을 하거나, 자동삽입을 위해 태핑을 하는 경우, 단시간에 고온의 열이 리드프레임에 전달되면 리드프레임이 열팽창하게 되는데, 이때 상대적으로 적은 양의 수지가 몰딩되어 취약한 부분인 리드프레임의 외측둘레에 크랙이 발생되는 문제가 있었다.
아울러, 이와 같이 리드프레임에 열 응력 또는 외부 응력이 가해지게 되면 와이어의 전기적 연결 또한 불량해 지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리드프레임에 열 응력이 작용하거나 외부 응력이 가해지는 경우 리드프레임을 몰딩한 일부 몰딩부에 크랙이 발생하는 것을 방지하는 램프형 발광소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 발광칩과, 상기 발광칩이 실장되는 제 1 리드프레임과, 상기 제 1 리드프레임과 이격되고 와이어를 통해 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 제 2 리드프레임과, 상기 제 1 리드프레임과 제 2 리드프레임 간의 이격 거리가 일정하게 유지되도록 연결하는 고정부와, 상기 제 1 및 제 2 리드프레임의 일부와 발광칩을 봉지하는 몰딩부를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제 1 리드프레임은 상기 발광칩이 안착되는 칩안착부를 포함하고, 기 제 2 리드프레임은 상기 발광칩과 와이어를 통해 연결되는 칩연결부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 칩안착부와 칩연결부의 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정부는 상기 몰딩부보다 높은 접착력을 갖는 절연수지가 상기 칩안착부와 칩연결부 사이의 공간에 몰딩되고, 폴리프탈아미드 수지, 노릴 수지, 실리콘 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3a는 본 발명에 따른 램프형 발광소자를 단면도로 나타내고, 도 3b는 도 3a에 도시된 램프형 발광소자의 변형예를 단면도로 나타낸다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 램프형 발광소자는 발광칩(100)이 상부에 실장되는 제 1 리드프레임(210)과, 상기 제 1 리드프레임(210)에 이격된 제 2 리드프레임(220)과, 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220) 간의 이격 거리를 일정하게 유지하는 고정부(300)와, 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(210,220)의 일부와 발광칩(100)을 봉지하는 몰딩부(400)를 포함한다.
상기 제 1 리드프레임(210)은 외부로부터 전원을 공급받기 위한 다리부(212)와 상기 다리부(212)에 연결되어 발광칩(100)이 안착되는 칩안착부(211)를 포함한다. 상기 칩안착부(211)는 해당 하부면으로 발광칩(100)이 접착되어 실장되기 위한 평탄면을 형성하고, 상기 평탄면의 상방향으로 해당 폭이 증가되는 경사진 측면을 형성한다. 이러한 오목형상의 안착부는 발광칩(100)으로부터 발광되는 빛을 상부로 반사시켜 발광효율이 증대되도록 할 수 있다.
상기에서 제 1 리드프레임(210)의 칩안착부(211)가 오목형상인 것을 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 칩안착부(211)는 후술하는 고정부(300)를 통해 제 2 리드프레임(220)과 함께 컵 형상을 이루도록 구성될 수도 있고, 그 외 다양한 형상으로도 변경 가능하다. 또한, 본 실시예는 제 1 리드프레임(210)의 칩안착부(211)에 실장되는 하나의 발광칩(100)을 도시하였으나, 발광칩(100)의 종류와 개수는 한정되지 않고 원하는 스펙트럼 색 또는 광도의 구현을 위해 다양하게 형성할 수 있다.
상기 제 2 리드프레임(220)은 제 1 리드프레임(210)로부터 소정 거리 이격된 상태에 배치되고 몰딩부(400)에 의해 고정 설치된다. 이때 상기 제 2 리드프레임(220)은 상기 발광칩(100)과 와이어(500)를 통해 연결되는 칩연결부(221)와 상기 칩안착부(211)의 하부에 연장형성되어 기판과 전기적으로 접촉되는 다리부(222)를 포함하며, 상기 칩연결부(221)는 높은 접착력을 갖는 절연수지로 구성되는 고정 부(300)에 의해 상기 칩안착부(211)와 연결되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제 1 리드프레임(210) 및 제 2 리드프레임(220)은 외부에서 인가된 전원을 발광칩(100)에 인가하기 위한 것으로, 통상 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 철(Fe)과 같은 전기 전도성 금속으로 구성되며 몰딩부(400)에 의해 고정된다. 특히, 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220) 사이에는 이들 간의 이격 거리를 일정하게 유지하기 위한 고정부(300)가 형성되는 바, 상기 고정부(300)는 리드프레임(200)을 몰딩하는 몰딩부(400)보다 높은 접착력을 갖는 절연수지로 구성되어 상기 리드프레임(200)의 안정적인 결합 구조가 유지되도록 한다.
예컨대, 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220)의 일부가 몰딩부(400)에 의해 몰딩되는 램프형 발광소자에 있어서, 종래의 램프형 발광소자의 경우 발광소자의 리드프레임(200)을 포밍(forming)하거나 태핑(taping)할 때 외부 응력이 발생하고, 납솔더링할 때 열 응력이 발생하게 된다. 이러한 외부 응력 및 열응력은 상대적으로 결합력이 약한 일부 몰딩부(400)에 크랙을 발생시켜 제품 불량의 원인이 된다. 그러나, 본 발명에 의한 램프형 발광소자의 경우 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220)을 접착력이 높은 절연수지로 고정함으로 외부 응력및 열 응력에 의한 몰딩부(400)의 크랙을 방지하여 제품 불량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
이러한 고정부(300)는 상기 칩안착부(211)와 칩연결부(221) 사이의 공간에 몰딩되는 것이 바람직하며, 특히 상기 몰딩부(400)가 에폭시 수지로 형성되는 경우, 고정부(300)는 에폭시 수지보다 접착력이 우수한 폴리프탈아미드(Poly Phthal Amid:PPA) 수지, 노릴(noryl) 수지, 실리콘(silicone) 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 노릴 수지는 폴리페니렌 옥시드(PPO)에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나이론, 폴리스틸렌 등을 폴리머 프렌드한 2성분계의 수지로서 뛰어난 내열성, 기계적 강도, 전기 특성, 성형성을 나타낸다. 상기 폴리프탈아미드 수지, 실리콘 수지 또한, 내열성과 응력 완화 및 내크리프성 등과 같은 특성을 갖는다. 따라서, 상기 리드프레임에 외부 응력이 작용하는 경우 상기 고정부(300)는 리드프레임에 전달되는 해당 응력을 최대한 억제하여 상대적으로 취약한 일부 몰딩부(400)에 크랙과 같은 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예로서, 리드프레임(200)을 고정하는 고정부(300)의 다른 형태에 대해 설명하고자 한다. 이하에서 서술될 내용 중 상술한 실시예와 동일한 부분은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 램프형 발광소자의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 램프형 발광소자는 발광칩(100)이 실장되는 제 1 리드프레임(210)과, 상기 제 1 리드프레임(210)에 전기적으로 연결되는 제 2 리드프레임(220)과, 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220)의 외측둘레에 형성되는 고정부(300')와, 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(210,220)의 일부와 발광칩(100)을 봉지하는 몰딩부(400)를 포함한다.
상기 고정부(300)는 제 1 리드프레임(210)과 이에 일정거리 이격 설치되는 제 2 리드프레임(220)의 외측둘레부를 둘러싸며 형성된다. 이때, 상기 고정 부(300')는 몰딩부(400)를 통해 리드프레임(200)을 몰딩하는 몰딩수지보다 높은 접착력을 갖는 절연수지로 구성되는 바, 상기 몰딩부(400)가 에폭시 수지로 형성되는 경우, 고정부(300')는 몰딩부(400)보다 접착력이 우수한 폴리프탈아미드 수지, 노릴 수지, 실리콘 수지 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광소자를 에폭시 수지로 몰딩하는 램프형 발광소자에 있어서, 상대적으로 적은 양의 몰딩이 이루어지는 리드프레임(200)의 외측둘레부를 접착력이 높은 재질의 고정부(300')에 의해 고정함으로써, 외부 응력 또는 열 응력이 작용하더라도 리드프레임(200)의 외측둘레부에 형성된 고정부(300')에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정부(300,300')는 제 1 리드프레임(210)과 이에 일정 거리 이격 설치되는 제 2 리드프레임(220) 사이의 영역과, 이들의 외측둘레부에 각각 형성될 수도 있다. 이를 통해 발광소자에 외부 응력 및 열 응력이 가해지더라도 제 1 및 제 2 리드프레임(210,220) 간에 안정적인 결합구조가 유지되는 효과를 기대할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 램프형 발광소자의 제조방법에 대해 간략히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 발광소자는 소정의 프레스 공정을 통해 제작된 제 1 및 제 2 리드프레임(200)을 포함하는 리드 프레임을 준비한 후, 제 1 리드프레임(210) 상에 발광칩(100)을 실장한다. 이때, 상기 발광칩(100)과 제 1 리드프레임(210) 간의 접착을 위해 도전성 또는 절연성 페이스트를 사용할 수 있다.
계속하여 상기 발광셀과 제 2 리드프레임(220)을 와이어(500)에 의해 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220) 사이에 접착력이 높은 절연수지로 고정부(300)를 형성한다. 이때, 상기 고정부(300)는 높은 접착력을 갖는 절연수지를 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220)이 사이에 몰딩하여 형성하는 것이 바람직하며, 상기 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220)의 외측 둘레부에도 고정부(300)를 몰딩하여 형성할 수 있다.
이후, 상기 발광셀을 봉지하고 리드프레임(200)을 고정하는 몰딩부(400)를 형성하기 위해 몰드컵을 마련한다. 에폭시 수지의 혼합물이 담긴 몰드컵 내에 발광셀이 실장된 리드프레임(200)을 디핑(Dipping)하여 일정시간 일정온도에서 열처리한다. 상기와 몰딩부(400)를 형성하는 공정 이후, 몰딩부(400)가 경화되면 몰드컵을 분리하고, 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(210,220) 외에 필요없는 부분을 트리밍(Trimming)한다. 트리밍된 발광소자를 태핑(taping)하여 일정 간격으로 배열하여 테이프(tape)에 고정된다.
여기서, 자동 삽입을 위한 태핑 공정을 위해 리드프레임(200)의 단부에 외부 응력이 가해하는 경우, 본 발명에 따른 램프형 발광소자는 리드프레임(200)을 고정하는 몰딩부(400)보다 더 큰 접착력으로 고정부(300)가 제 1 리드프레임(210)과 제 2 리드프레임(220)을 고정함으로써, 리드프레임(200)을 봉지하는 몰딩부(400)에 크랙(C)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 리드프레임(200)을 납솔더링할 때 발생되는 고온의 열이 리드프레임(200)에 전달되는 경우에도 리드프레임(200)의 유동을 방지하는 고정부(300)가 리드프레임(200)에 밀착 고정되어 구조적으로 취약한 일부 몰딩부(400)의 손상을 방지하여 제품 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 제 1 리드프레임과 제 2 리드프레임 사이에 접착력과 절연성이 우수한 수지물을 몰딩함으로써, 리드프레임을 납솔더링하는 공정에서 열응력이 작용하거나 포밍, 태핑 공정에서 외부 응력이 가해지는 경우 이로 인한 몰딩부의 크랙을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
아울러, 발명에 따른 램프형 발광소자는 고정부를 통해 제 1 리드프레임과 제 2 리드프레임이 안정적으로 연결되어 이들 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어 접촉불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 발광칩;
    상기 발광칩이 실장되는 제 1 리드프레임;
    상기 제 1 리드프레임과 이격되고 와이어를 통해 상기 발광칩과 전기적으로 연결되는 제 2 리드프레임;
    상기 제 1 리드프레임과 제 2 리드프레임 간의 이격 거리가 일정하게 유지되도록 연결하는 고정부;
    상기 제 1 및 제 2 리드프레임의 일부와 발광칩을 봉지하는 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프형 발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 리드프레임은 상기 발광칩이 안착되는 칩안착부를 포함하고,
    상기 제 2 리드프레임은 상기 발광칩과 와이어를 통해 연결되는 칩연결부를 포함하며,
    상기 고정부는
    상기 칩안착부와 칩연결부의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 램프형 발광소자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정부는
    상기 몰딩부보다 높은 접착력을 갖는 절연수지가 상기 칩안착부와 칩연결부 사이의 공간에 몰딩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 램프형 발광소자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 몰딩부는 에폭시 수지로 구성되고,
    상기 고정부는 폴리프탈아미드 수지, 노릴 수지, 실리콘 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프형 발광소자.
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