KR101374898B1 - Led package with its interfacial delamination reduced - Google Patents
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Abstract
LED 패키지에 존재하는, 계면, 특히, 리드프레임과 봉지재의 계면에서의 분리 현상을 줄인 LED 패키지가 개시된다. 개시된 LED 패키지는, LED칩이 실장되는 베이스와, 상기 LED칩의 주변에 캐비티를 한정하도록, 상기 베이스 상에 수지를 몰딩하여 형성된 리플렉터와, 상기 캐비티 내에 형성되는 투광성 수지 재질의 봉지재와, 상기 리플렉터의 내측면에서 상기 봉지재와의 접합면적을 넓히도록 형성된 단차구조를 포함한다. Disclosed is an LED package which exists in an LED package, in particular, in which the separation phenomenon at the interface between the leadframe and the encapsulant is reduced. The disclosed LED package includes a base on which an LED chip is mounted, a reflector formed by molding a resin on the base to define a cavity around the LED chip, an encapsulant made of a light-transmissive resin material formed in the cavity, and And a stepped structure formed to widen the bonding area with the encapsulant on the inner side of the reflector.
리플렉터, 단차구조, LED. 패키지, 봉지재, 계면, 분리 Reflector, stepped structure, LED. Package, Encapsulant, Interface, Separation
Description
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LED 패키지에 존재하는, 계면, 특히, 리드프레임과 봉지재의 계면에서의 분리 현상을 줄인 LED 패키지에 관한 것이다. The present invention relates to an LED package, and more particularly, to an LED package that reduces the separation phenomenon at the interface, in particular, the interface between the lead frame and the encapsulant present in the LED package.
LED(Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의해 반도체의 p-n 반도체 접합(p-n junction) 구조에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자이다. 이러한 LED는 통상, LED칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작되며, 흔히, 'LED 패키지'라고 칭해지고 있다. 통상의 LED 패키지는 일반적으로 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board) 상에 장착되어 그 인쇄회로기판에 형성된 전극으로부터 전류를 인가받아 발광 동작하도록 구성된다.A light emitting diode (LED) is a device in which electrons and holes meet and emit light in a p-n semiconductor junction structure of a semiconductor by application of a current. Such LEDs are generally manufactured in the structure of a package on which an LED chip is mounted, and are commonly referred to as an 'LED package'. A typical LED package is generally mounted on a printed circuit board (PCB) and configured to emit light by receiving current from an electrode formed on the printed circuit board.
통상의 LED 패키지는 LED칩에 전류를 인가하기 위한 적어도 두개의 이상의 리드프레임과, 그 리드프레임을 지지하며 리플렉터의 기능을 하는 하우징과, 그 하우징에 형성된 캐비티 내에 형성되어 LED칩을 외부로부터 보호하는 투광성 봉지재를 포함하는 구조로 이루어진다. 위와 같은 구조의 LED 패키지는, 리드프레임 상에 수지를 사출성형하는 공정이 복잡하여 생산 수율이 떨어지는 문제점이 있다.A typical LED package includes at least two lead frames for applying current to an LED chip, a housing that supports the lead frame and functions as a reflector, and is formed in a cavity formed in the housing to protect the LED chip from the outside. It consists of a structure containing a transparent sealing material. The LED package having the above structure has a problem in that the production yield is low due to a complicated process of injection molding resin on a lead frame.
이에 대해, 종래에는, 사출성형에 의해 형성되는 하우징을 생략하는 대신, 예를 들면, 리드프레임 상에 직접 수지를 트랜스퍼 몰딩하여 리플렉터를 형성하고, 그 리플렉터에 의해 형성된 캐비티에 봉지재를 도팅(dotting) 방식으로 형성하여 제작되는 LED 패키지가 개발되었다. 그와 같은 종래의 LED 패키지는 그 제조공정이 간단하며, 그것의 생산 수율이 높은 이점이 있다.In contrast, conventionally, instead of omitting a housing formed by injection molding, for example, a resin is directly formed on a lead frame to form a reflector, and the sealing material is doted into a cavity formed by the reflector. The LED package that is formed and manufactured by the method has been developed. Such a conventional LED package has the advantage that the manufacturing process is simple and its production yield is high.
그러나, 종래의 LED 패키지는, 재질 특성이 크게 상이한 리드프레임과 봉지재 사이에 계면 분리 현상이 발생하는 문제점이 있다. 심지어, 그와 같은 계면 분리 현상은, LED칩과 리드프레임 사이에 연결된 본딩와이어가 봉지재와 함께 리드프레임으로부터 분리되게 하여, LED 패키지가 점등되지 않는 불량의 발생을 초래하기도 한다.However, the conventional LED package, there is a problem that the interface separation phenomenon occurs between the lead frame and the encapsulant having a material material significantly different. Even such an interface separation phenomenon causes the bonding wire connected between the LED chip and the lead frame to be separated from the lead frame together with the encapsulant, resulting in a failure of the LED package not to light up.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 리드프레임 또는 그에 상응하는 임의의 베이스 위에 리플렉터와 봉지재를 형성하여 제작되되, 리플렉터와 봉지재의 접합력 증대를 통해, 봉지재가 리플렉터 또는 그에 상응하는 베이스로부터 계면 분리되는 현상이 억제 또는 감소된 LED 패키지를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem of the present invention is produced by forming a reflector and an encapsulant on a lead frame or any base corresponding thereto, and the encapsulant is interfacially separated from the reflector or a corresponding base by increasing the bonding force between the reflector and the encapsulant. It is to provide an LED package in which the phenomenon is suppressed or reduced.
본 발명이 일 측면에 따라, LED칩이 실장되는 베이스와, 상기 LED칩의 주변에 캐비티를 한정하도록, 상기 베이스 상에 수지를 몰딩하여 형성된 리플렉터와, 상기 캐비티 내에 형성되는 투광성 수지 재질의 봉지재와, 상기 리플렉터의 내측면에서 상기 봉지재와의 접합면적을 넓히도록 형성된 단차구조를 포함하는 LED 패키지가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a base on which an LED chip is mounted, a reflector formed by molding a resin on the base so as to define a cavity around the LED chip, and a light-transmissive encapsulant formed in the cavity And, there is provided an LED package including a stepped structure formed to widen the bonding area with the encapsulant on the inner side of the reflector.
바람직하게는, 상기 베이스는, 서로 이격된 판상의 제 1 및 제 2 리드프레임을 포함하되, 상기 리플렉터를 이루는 수지가 상기 제 1 리드프레임과 상기 제 2 리드프레임 사이의 갭을 메운다.Preferably, the base includes plate-shaped first and second lead frames spaced apart from each other, and the resin forming the reflector fills the gap between the first lead frame and the second lead frame.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 단차구조는 계단형의 단들을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stepped structure may include stepped steps.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 리플렉터는 차례대로 그리고 개별적으로 몰딩 형성되는 제 1 몰딩부재와 제 2 몰딩부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 단차구조는, 상기 제 1 몰딩부재와 상기 제 2 몰딩부재 사이에 구획 형성되어, 상기 봉지재에 의해 메워지는 단차홈을 포함한다. According to another embodiment of the invention, the reflector may comprise a first molding member and a second molding member which are molded in turn and separately. In this case, the stepped structure includes a stepped groove formed between the first molding member and the second molding member and filled by the encapsulant.
또한, 상기 베이스의 상면에는 상기 리플렉터를 이루는 수지에 의해 메워지는 홈이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 리플렉터는 불투명 에폭시 또는 PPA 수지(가장 바람직하게는, 불투명 에폭시 수지)로 이루어지되, 상기 봉지재는 상기 리플렉터와 유사한 특성을 갖는 에폭시 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, a groove filled with the resin forming the reflector may be formed on an upper surface of the base. The reflector may be made of an opaque epoxy or a PPA resin (most preferably, an opaque epoxy resin), and the encapsulant may be made of an epoxy resin having properties similar to those of the reflector.
본 발명에 따르면, 베이스(특히, 리드프레임) 상에 캐비티를 갖는 리플렉터가 몰딩 형성되고, 캐비티 내에 리드프레임과 계면을 형성하는 LED 패키지에서, 베이스 상에 고정된 리플렉터가 봉지재를 강한 접합력으로 고정시킴으로써, 봉지재와 리드프레임 사이의 계면 분리 현상이 억제되며, 이는, 봉지재 분리에 의해 본딩와이어가 분리되는 현상 및 그에 의한 LED 패키지의 점등 불량의 문제점을 해결하여 준다.According to the present invention, in a LED package in which a reflector having a cavity is molded on a base (particularly a leadframe) and an interface with the leadframe is formed in the cavity, the reflector fixed on the base fixes the encapsulant with a strong bonding force. By doing so, the interface separation phenomenon between the encapsulant and the lead frame is suppressed, which solves the problem of the bonding wire being separated by the encapsulation material separation and the lighting failure of the LED package.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 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 by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도이다.1 is a plan view showing an LED package according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG.
도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예의 LED 패키지(1)는, 판상의 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)으로 구성된 베이스(12)를 포함한다. 상기 제 1 리드프레임(12a)과 상기 제 2 리드프레임(12b)은 그들 사이의 갭(G; 도 3 참조)에 의해 서로 이격 분리되어 있다. 상기 제 1 리드프레임(12a)에는 LED칩(2)이 실장된다. 또한, 상기 LED칩(2)의 전극과 상기 제 2 리드프레임(12b)은 본딩와이어(3)에 의해 전기적으로 연결된다. 1 and 2, the LED package 1 of the present embodiment includes a
상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)의 상면, 즉, 베이스(12) 상면에는 상기 LED칩(2) 주변에 캐비티(21)를 구획 형성하는 리플렉터(20)가 형성된다. 이 때, 상기 리플렉터(20)는 불투명 에폭시 또는 PPA 수지를 몰딩하여 형성된다. 본 실시예에서, 상기 리플렉터(20)는 금형을 이용한 트랜스퍼 몰딩에 의해 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)의 상면에 형성된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)에 걸쳐서, 상기 베이스(12) 상에는 대략 환형의 홈(121; 도 2에만 도시함)이 형성되는데, 상기 홈(121)은, 리플렉터(20)의 몰딩 시에, 수지에 의해 메워져서, 리드프레임(12a, 12b)과 리플렉터(20) 사이를 단단하게 고정시킨다.
한편, 상기 캐비티(21) 내에는 투광성 수지가 예를 들면, 도팅(dotting) 방식으로 채워져서, 상기 LED칩(2) 등을 외부로부터 보호하는 봉지재(30)가 형성된다. 그리고, 상기 봉지재(30)는 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)과 접하여 그 접하는 위치에 계면을 형성한다.On the other hand, the
또한, 상기 봉지재(30)가 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)으로부터 떨어지는 힘에 대항하여, 상기 봉지재(30)의 계면 분리를 막는 구조가, 상기 리플렉터(20)의 캐비티 내측면에 형성된다. 이때, 상기 구조는 리플렉터(20)와 봉지재(30) 사이의 접합 면적이 커지도록 상기 캐비티 내측면에 형성되는 단차구조(24)이다. 상기 단차구조(24)에 의해 리플렉터(20)와 봉지재(30) 사이의 접합력이 증가하면, 그 접합력이 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)으로부터 봉지재(30)가 분리되지 않도록 상기 봉지재(30)를 견고하게 잡아준다. 본 실시예에서, 상기 단차구조(24)는 계단형의 단들로 이루어지며, 이는 도 2에 도시된 것으로부터 명확히 알 수 있다.In addition, the cavity of the
상기 단차구조(24)를 계단형으로 하는 이유는 리플렉터의 캐비티(21)가 위로 갈수록 확장되는 형상을 갖게 함으로써, 몰딩(특히, 트랜스퍼 몰딩) 후에, 그 몰딩에 이용되었던 금형이 위로 쉽게 분리될 수 있도록 하기 위함이다.The
덧붙여, 상기 제 1 리드프레임(12a)과 상기 제 2 리드프레임(12b) 사이의 갭(G; 도 3 참조)은 상기 트랜스퍼 몰딩 시에 리플렉터(20)에 의해 메워지며, 이는 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 사항으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다. 도 3의 (a)는 트랜스퍼 몰딩 전, 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)의 저면을 도시한 것이고, 도 3의 (b)는 트랜스퍼 몰딩 후, 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)의 저면을 도시한 것이다. 도 3의 (a)에 보이는 갭(G)은, 도 3의 (b)에 도시된 것과 같이 리플렉터(20)를 이루는 수지에 의해 메워진다.In addition, the gap G between the
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명한다. 이하 실시예의 설명에서는, 앞선 실시예에서 구체적으로 설명된 사항에 대해서는 그 설명이 생략될 것이고, 동일 기능을 하는 구성요소에 대해서는 앞선 실시예의 설명에 쓰인 부재번호를 그대로 사용한다.Hereinafter, an LED package according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the following description of the embodiment, the description will be omitted for the matters described in detail in the previous embodiment, and the member number used in the description of the previous embodiment is used as it is for components having the same function.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 LED 패키지의 리플렉터 형성 과정을 도시한다.4 is a cross-sectional view of an LED package according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 illustrates a reflector forming process of the LED package shown in FIG. 4.
도 4를 참조하면, LED 패키지(1)의 리플렉터(20)는 "L"형의 제 1 몰딩부재(201)와 "ㅡ"형의 제 2 몰딩부재(202)를 포함한다. 상기 제 1 몰딩부재(201)와 상기 제 2 몰딩부재(202)는 서로에 대해 연속되게 배치된 채 접합되어 있다. 그리고, 연속 배치된 제 1 몰딩부재(201)와 상기 제 2 몰딩부재(202)에 의해, 상기 리 플렉터(20)의 캐비티 내측면에는 단차구조(24)가 형성된다.Referring to FIG. 4, the
상기 단차구조(24)는 상기 제 1 몰딩부재(201)와 상기 제 2 몰딩부재(202) 사이에 구획 형성되는 단차홈(242; 도 5 참조)을 포함하며, 상기 단차홈(242)에는 봉지재(30)가 메워진다. 따라서, 상기 리플렉터(20)와 상기 봉지재(30)는, 상기 단차홈(242) 및 그것에 메워지는 봉지재(30) 일부에 의해, 서로 맞물리는 구조가 되며, 이는 리플렉터(20)와 봉지재(30) 사이의 접합력을 보다 강화시켜, 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)에 대한 상기 봉지재(30)의 계면 분리 현상을 보다 신뢰성 있게 막아준다.The
상기 제 1 및 제 2 몰딩부재(201, 202)를 차례대로, 그리고, 개별적으로 성형하는 2중 몰딩(특히, 2중 트랜스퍼 몰딩)에 의해, 상기 단차홈(242)이 형성되는 리플렉터 성형이 가능한데, 도 5에는 상기 2중 몰딩을 설명하는 도면이 도시되어 잇다.Reflector molding in which the
도 5의 (a)를 참조하면, 몰딩, 특히 트랜스퍼 몰딩에 의해, 제 1 및 제 2 리드프레임(12a, 12b)으로 구성된 베이스(12) 상에는 리플렉터(20)의 하부를 이루는 제 1 몰딩부재(201)가 먼저 형성된다. 이때, 제 1 몰딩부재(201)에 의해 한정되는 캐비티 일부는 위로 갈수록 넓어지는 형상이므로, 상기 트랜스퍼 몰딩에 이용된 금형은, 몰딩 후에, 쉽게 분리될 수 있다. Referring to FIG. 5A, a first molding member constituting a lower part of the
그 다음, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 제 2 몰딩부재(202)가 상기 제 1 몰딩부재(201) 상부에 형성된다. 상기 제 2 몰딩부재(202)는 상기 제 1 몰딩부재(201)와 같은 재질이거나 유사한 재질이므로, 몰딩 그 자체만으로 접합될 수 있 다. 상기 제 2 몰딩부재(202)의 형성에 의해, 상기 제 1 몰딩부재(201)와 상기 제 2 몰딩부재(202) 사이에는 단차홈(242)이 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 5B, a
상기 제 2 몰딩부재(202)의 형성 전에, 상기 제 1 몰딩부재(201)에 의해 한정된 캐비티 내에 봉지재(30; 도 4 참조)의 일부를 미리 형성하거나, 막음물질을 채울 수 있으며, 그 경우, 제 2 몰딩부재(202)에 사용되었던 금형은 상기 단차홈(242)의 존재에도 불구하고 리플렉터의 캐비티로부터 쉽게 분리될 수 있다.Before the formation of the
도 4 및 도 5에는 하나의 단차홈(242)을 갖는 단차구조(24)의 형성을 위해, 두개의 몰딩부재(201, 202)만을 포함하는 리플렉터(20)가 도시되어 있지만, 3개 이상의 몰딩부재를 이용하여 2개 이상의 단차홈을 갖는 단차구조를 포함하는 리플렉터의 설계도 고려될 수 있다.4 and 5 show a
상기 리플렉터(20)의 재료를 반사색(예컨대, 흰색)을 함유한 불투명 에폭시 또는 PPA 수지로 하고, 봉지재(30)의 재료를 그 리플렉터 수지와 유사 물성을 갖는 에폭시 수지로 하면, 리플렉터(20)와 봉지재(30) 사이는 견고히 접합된다. 하지만, 상기 리플렉터나 상기 봉지재의 재질에 의해서만 본 발명이 한정되어서는 안 되며, 다양한 종류의 수지가 상기 리플렉터나 봉지재의 재료로 이용될 수 있다. When the material of the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 평면도.1 is a plan view showing an LED package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도.2 is a sectional view taken along the line I-I of FIG.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 제 1 리드프레임과 제 2 리드프레임의 구성된 베이스의 저면을 리플렉터 형성 전과 리플렉터 형성 후로 나누어 도시한 도면.3 (a) and 3 (b) are diagrams illustrating a bottom surface of a base composed of a first lead frame and a second lead frame divided into before and after the reflector formation.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing an LED package according to another embodiment of the present invention.
도 5의 (a) 및 (b)은 도 4에 도시된 LED 패키지의 리플렉터를 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면.5A and 5B are views for explaining a process of forming the reflector of the LED package shown in FIG.
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