KR101342418B1 - 양방향성을 갖는 ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

양방향성을 갖는 ｌｅｄ 패키지 Download PDF

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송상빈
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한국광기술원
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Abstract

본 발명은 발광면이 상/하에 위치하여 직접 조명과 간접 조명을 동시에 구현할 수 있도록 양방향으로 빛을 출력할 수 있는 양방향성을 갖는 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 LED 패키지로서, 빛을 발광하는 LED 칩이 제 1 캐비티와 제 2 캐비티에 각각 설치되고, 상기 LED 칩에서 발광된 빛이 반대방향으로 조사되도록 상기 제 1 캐비티와 제 2 캐비티가 서로 대향하여 반대방향으로 형성된 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 발광면이 상/하 양쪽에 위치하여 직접 조명과 간접 조명을 동시에 구현할 수 있는 장점이 있다.

Description

양방향성을 갖는 ＬＥＤ 패키지 {BIDIRECTIONAL LED PACKAGE}
본 발명은 양방향성을 갖는 LED 패키지에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 발광면이 상/하에 위치하여 직접 조명과 간접 조명을 동시에 구현할 수 있도록 양방향으로 빛을 출력할 수 있는 양방향성을 갖는 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 LED(light emission diode)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자로서, 소비 전력이 적고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고, 또한 진동에 강한 특성을 갖고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 패키지의 구조를 나타낸 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 LED 패키지(10)는 기판(11)과, 상기 기판(11) 상에 설치된 리드 프레임(12)과, 상기 리드 프레임(12)에 설치되어 빛을 발광하는 LED 칩(13)과, 상기 LED 칩(13)과 리드 프레임(12)을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(14)와, 상기 LED 칩(13)으로부터 발광된 빛을 반사시키는 리플렉터(15)와, 상기 LED 칩(13)과 본딩 와이어(14)를 밀봉하는 봉지재(16)를 포함한다.
그러나 이러한 종래의 LED 패키지는 단방향으로만 빛을 출력할 수 있어서 조명기구로서 사용이 제한되는 문제점이 있다.
한국 공개특허번호 제10-2012-0040972호(발명의 명칭: 양방향 발광소자 패키지)에는 양방향 발광소자 패키지가 제안되어 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 발광면이 상/하에 위치하여 직접 조명과 간접 조명을 동시에 구현할 수 있도록 양방향으로 빛을 출력할 수 있는 양방향성을 갖는 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LED 패키지로서, 빛을 발광하는 LED 칩이 제 1 캐비티와 제 2 캐비티에 각각 설치되고, 상기 LED 칩에서 발광된 빛이 반대방향으로 조사되도록 상기 제 1 캐비티와 제 2 캐비티가 서로 대향하여 반대방향으로 형성된 패키지 프레임; 상기 제 1 캐비티와 제 2 캐비티 사이를 전기적으로 절연하고, 상기 제 1 캐비티를 + 리드 프레임과 - 리드 프레임으로 구획하여 절연되도록 하는 제 1 절연층; 상기 제 2 캐비티를 + 리드 프레임과 - 리드 프레임으로 구획하여 절연되도록 하는 제 2 절연층; 및 상기 제 1 절연층을 관통하여 상기 제 1 캐비티의 + 리드 프레임과 제 2 캐비티의 + 리드 프레임을 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 캐비티의 - 리드 프레임과 제 2 캐비티의 - 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 비아홀을 포함한다.
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또한, 본 발명에 따른 상기 프레임은 제 1 캐비티의 +/- 리드 프레임 및 제 2 캐비티의 +/- 리드 프레임 중 적어도 하나의 +/- 리드 프레임에 전원 연결용 체결홈을 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 프레임은 알루미늄 합금재인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발광면이 상/하 양쪽에 위치하여 직접 조명과 간접 조명을 동시에 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 일반적인 LED 패키지의 구조를 나타낸 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지의 일 실시예를 나타낸 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(제 1 실시예)
도 2는 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지(100)는 패키지 프레임(110)과, 상기 패키지 프레임(110)을 구획하여 전기적으로 절연하는 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)과, 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)과, 상기 패키지 프레임(110)의 상부 및 하부에서 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)을 밀봉하는 봉지재(150)를 포함하여 구성된다.
상기 패키지 프레임(110)은 빛을 발광하는 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)이 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112)에 각각 설치되고, 상기 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)에서 발광된 빛이 반대방향으로 조사되도록 상기 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112)가 서로 반대방향으로 대향하여 배치되며, 상기 패키지 프레임(110)은 바람직하게 전기 전도도가 높은 알루미늄 합금재로 이루어진다.
상기 제 1 캐비티(111)는 상기 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)에 의해 + 리드 프레임(111a)과, - 리드 프레임(111b)으로 구획되고, 상기 +/- 리드 프레임(111a, 111a)에는 전원 공급을 위한 전원 연결용 체결홈(113)이 각각 형성된다.
상기 제 2 캐비티(112)는 상기 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)에 의해 + 리드 프레임(112a)과, - 리드 프레임(112b)으로 구획되고, 상기 +/- 리드 프레임(112a, 112b)에 전원 공급을 위한 전원 연결용 체결홈(113)이 각각 형성된다.
상기 체결홈(113)은 내부에 나사홈을 형성하여 전원 연결을 위해 연결되는 전극이 볼트(170) 등을 통해 결합되어 고정시킬 수 있도록 한다.
상기 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)은 패키지 프레임(110)의 내부에 설치되어 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112) 사이를 전기적으로 절연하는 구성으로서, 상기 패키지 프레임(110)의 내부를 수평방향으로 구획하여 상기 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112)가 전기적으로 절연되도록 하는 제 1 절연층(120)과, 상기 패키지 프레임(110)의 내부를 수직방향으로 구획하여 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112)의 + 리드 프레임(111a, 112a)과 - 리드프레임(111b, 112b)이 전기적으로 절연되도록 하는 제 2 절연층(121)을 포함하여 구성된다.
즉 상기 제 1 절연층(120)은 패키지 프레임(110)을 수평방향으로 절연하여 제 1 캐비티(111)와, 제 2 캐비티(112)를 전기적으로 분리되도록 함으로써 2개의 LED 패키지로 구분될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제 2 절연층(121)은 제 1 캐비티(111)를 전기적으로 절연된 두 개의 영역으로 구분되도록 하여 + 전극과 - 전극이 형성되도록 하며, 제 2 캐비티(112)를 전기적으로 절연된 두 개의 영역으로 구분되도록 하여 + 전극과 - 전극이 형성되도록 한다.
상기 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)은 제 1 캐비티(111)에 설치되는 제 1 LED 칩(130)과 제 2 캐비티(112)에 설치되는 제 2 LED 칩(131)으로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)은 각각 제 1 LED 칩 와이어(140)와 제 2 LED 칩 와이어(141)를 통해 상기 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112)에 전기적으로 연결된다.
상기 봉지재(150)는 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112)에 설치된 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)과 제 1 및 제 2 LED 칩 와이어(140, 141)가 밀봉되도록 하고, 실리콘 또는 에폭시 등으로 이루어지며, 상기 실리콘 또는 에폭시는 형광체를 포함하여 구성될 수도 있다.
한편, 제 1 캐비티(111)의 + 리드 프레임(111a)과 - 리드 프레임(111b)은 전원과 연결하기 위해 각각 제 1 LED + 전극(160)과 제 1 LED - 전극(161)이 전기적으로 접속되고, 제 2 캐비티(112)의 + 리드 프레임(112a)과 - 리드 프레임(112b)은 전원과 연결하기 위해 각각 제 2 LED + 전극(160a)과 제 2 LED - 전극(161a)이 전기적으로 접속되도록 볼트(170)를 체결홈(113)에 결합하여 더욱 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
따라서 상기 제 1 LED +/- 전극(160, 161)을 통해 전원이 공급되면 각각 + 리드 프레임(111a)과 - 리드 프레임(111b)을 통해 제 1 LED 칩(130)에 전원이 공급되어 빛이 발광되고, 상기 제 2 LED +/- 전극(160a, 161a)을 통해 전원이 공급되면, 제 2 캐비티(112)의 + 리드 프레임(112a)과 - 리드 프레임(112b)을 통해 제 2 LED 칩(131)에 전원이 공급되어 빛을 발광함으로써, 하나의 광원에서 양방향으로 빛을 발광할 수 있게 된다.
또한, 제 1 LED 칩(130)과 제 2 LED 칩(131)을 각각 제어하는 것이 가능하여 예를 들면, 직접 조명과 반사갓 등을 이용한 간접 조명으로의 활용이 가능하게 된다.
(제 2 실시예)
도 3은 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향성을 갖는 LED 패키지(100')는 패키지 프레임(110')과, 상기 패키지 프레임(110')을 구획하여 전기적으로 절연하는 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)과, 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)과, 상기 패키지 프레임(110)의 상부 및 하부에서 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)을 밀봉하는 봉지재(150)를 포함하여 구성된다.
상기 패키지 프레임(110')은 빛을 발광하는 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)이 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112')에 각각 설치되고, 상기 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)에서 발광된 빛이 반대방향으로 조사되도록 상기 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112')가 서로 반대방향으로 대향하여 배치되며, 상기 패키지 프레임(110')은 바람직하게 전기 전도도가 높은 알루미늄 합금재로 이루어진다.
또한, 상기 패키지 프레임(110')은 제 1 절연층(120)을 관통하여 상기 제 1 캐비티(111)의 + 리드 프레임(111a)과 제 2 캐비티(112')의 + 리드 프레임(112a)이 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 캐비티(111)의 - 리드 프레임(111b)과 제 2 캐비티(112')의 - 리드 프레임(112b)을 전기적으로 연결하는 비아홀(114)을 포함한다.
상기 비이홀(114)은 제 1 절연층(120)을 통해 전기적으로 절연된 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112') 사이에 전기가 흐를 수 있도록 하는 구성으로서, 상기 제 1 캐비티(111)의 + 리드 프레임(111a)과 제 2 캐비티(112')의 + 리드 프레임(112a)을 연결하여 전기적으로 도통되도록 하고, 상기 제 1 캐비티(111)의 - 리드 프레임(111b)과 제 2 캐비티(112')의 - 리드 프레임(112b)을 연결하여 전기적으로 도통되도록 한다.
상기 제 1 캐비티(111)는 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)에 의해 + 리드 프레임(111a)과, - 리드 프레임(111b)으로 구획되고, 상기 +/- 리드 프레임(111a, 111a)에는 전원 공급을 위한 전원 연결용 체결홈(113)이 각각 형성된다.
상기 제 2 캐비티(112')는 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)에 의해 제 1 캐비티(111)와는 구획되고, 비아홀(114)을 통해 제 1 캐비티(111)의 + 리드 프레임(111a)과 - 리드 프레임(111b)에 각각 전기적으로 접속된다.
상기 체결홈(113)은 제 1 캐비티(111)에 설치되고, 내부에 나사홈을 형성하여 전원 연결을 위해 연결되는 전극이 볼트(170) 등을 통해 상기 제 1 캐비티(111)에 결합되어 고정될 수 있도록 한다.
상기 제 1 및 제 2 절연층(120, 121)은 패키지 프레임(110')의 내부에 설치되어 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112') 사이를 전기적으로 절연하는 구성으로서, 상기 패키지 프레임(110')의 내부를 수평방향으로 구획하여 상기 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112')가 전기적으로 절연되도록 하는 제 1 절연층(120)과, 상기 패키지 프레임(110)의 내부를 수직방향으로 구획하여 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112')가 + 리드 프레임(111a)과 - 리드프레임(111b)으로 구획되도록 절연하는 제 2 절연층(121)을 포함하여 구성된다.
상기 LED 칩(130, 131)은 제 1 캐비티(111)에 설치되는 제 1 LED 칩(130)과 제 2 캐비티(112')에 설치되는 제 2 LED 칩(131)으로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)은 각각 제 1 LED 칩 와이어(140)와 제 2 LED 칩 와이어(141)를 통해 상기 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112')에 전기적으로 연결된다.
상기 봉지재(150)는 제 1 및 제 2 캐비티(111, 112')에 설치된 제 1 및 제 2 LED 칩(130, 131)과 제 1 및 제 2 LED 칩 와이어(140, 141)가 밀봉되도록 하고, 실리콘 또는 에폭시 등으로 이루어지며, 상기 실리콘 또는 에폭시는 형광체를 포함하여 구성될 수도 있다.
한편, 제 1 캐비티(111)의 + 리드 프레임(111a)과 - 리드 프레임(111b)은 전원과 연결하기 위해 각각 제 1 LED + 전극(160)과 제 1 LED - 전극(161)이 전기적으로 접속되도록 볼트(170)를 체결홈(113)에 결합하여 더욱 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
따라서 상기 제 1 LED +/- 전극(160, 161)을 통해 전원이 공급되면 각각 + 리드 프레임(111a)과 - 리드 프레임(111b)을 통해 제 1 LED 칩(130)에 전원이 공급되어 빛이 발광되고, 이때 비아홀(114)을 통해 제 2 캐비티(112)에도 전원이 공급되어 제 2 LED 칩(131)이 빛을 발광함으로써, 하나의 광원에서 양방향으로 빛을 발광할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100, 100' : LED 패키지 110, 110' : 패키지 프레임
111 : 제 1 캐비티 111a : + 리드 프레임
111b : - 리드 프레임 112, 112' : 제 2 캐비티
112a : + 리드 프레임 112b : - 리드 프레임
113 : 체결홈 114 : 비아홀
120 : 제 1 절연층 121 : 제 2 절연층
130 : 제 1 LED 칩 131 : 제 2 LED 칩
140 : 제 1 LED 칩 와이어 141 : 제 2 LED 칩 와이어
150 : 봉지재 160 : 제 1 LED + 전극
161 : 제 1 LED - 전극 160a : 제 2 LED + 전극
161a : 제 2 LED - 전극 170 : 볼트

Claims (6)

  1. LED 패키지로서,
    빛을 발광하는 LED 칩(130, 131)이 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112)에 각각 설치되고, 상기 LED 칩(130, 131)에서 발광된 빛이 반대방향으로 조사되도록 상기 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112, 112')가 서로 대향하여 반대방향으로 형성된 패키지 프레임(110, 110');
    상기 제 1 캐비티(111)와 제 2 캐비티(112, 112') 사이를 전기적으로 절연하고, 상기 제 1 캐비티(111)를 + 리드 프레임(111a)과 - 리드 프레임(111b)으로 구획하여 절연되도록 하는 제 1 절연층(120);
    상기 제 2 캐비티(112)를 + 리드 프레임(112a)과 - 리드 프레임(112b)으로 구획하여 절연되도록 하는 제 2 절연층(121); 및
    상기 제 1 절연층(120)을 관통하여 상기 제 1 캐비티(111)의 + 리드 프레임(111a)과 제 2 캐비티(112')의 + 리드 프레임(112a)을 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 캐비티(111)의 - 리드 프레임(111b)과 제 2 캐비티(112')의 - 리드 프레임(112b)을 전기적으로 연결하는 비아홀(114)을 포함하는 양방향성을 갖는 LED 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패키지 프레임(110)은 제 1 캐비티(111)의 +/- 리드 프레임(111a, 111b) 및 제 2 캐비티(112)의 +/- 리드 프레임(112a, 112b) 중 적어도 하나의 +/- 리드 프레임에 전원 연결용 체결홈(113)을 설치한 것을 특징으로 하는 양방향성을 갖는 LED 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 패키지 프레임(110)은 알루미늄 합금재인 것을 특징으로 하는 양방향성을 갖는 LED 패키지.
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