KR101485319B1 - 발광 장치 - Google Patents

Abstract

발광 장치는 서로 전기적으로 분리되도록 이격된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임, 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임 중 어느 하나에 실장되어 발광하는 발광 칩, 하우징 및 희생 도금부를 포함한다. 희생 도금부는 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임의 일부 표면에 형성되어 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임의 부식을 방지한다. 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임은 표면에 형성된 은(Ag) 도금층을 포함할 수 있다. 희생 도금부는 은보다 이온화도가 높은 금속으로 형성된다. 희생 도금부는 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임의 표면 중에서 발광 칩이 실장되는 실장면의 반대면에 형성될 수 있다. 따라서, 발광 칩이 실장되는 리드 프레임의 전면부의 산화를 방지 또는 지연시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드 프레임에 실장된 발광 칩을 통해 광을 발생시키는 발광 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드(light emitting diode ; LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기 신호를 적외선 또는 빛으로 변환시켜 출력하는데 사용되는 반도체의 일종으로 발광 효율이 높고, 수명이 길고, 소비전력이 낮으며, 친환경적이라는 많은 장점들을 가지고 있어 발광 다이오드를 사용하는 기술 분야가 점점 증가하고 있는 추세이다.

이러한 발광 다이오드는 통상 발광 칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작되며, 발광 칩과 전기적으로 연결된 리드 프레임을 통해 외부로부터 전류를 인가받아 발광 동작을 수행하도록 구성된다.

종래에는 반사율을 높이기 위하여 은 도금된 리드 프레임을 주로 사용하였다. 그러나, 은 도금된 리드 프레임을 사용할 경우, 성형고분자 수지로 이루어진 하우징과의 계면에 미세한 틈이 발생되어, 외부로부터 공기와 수분이 침투하여 리드 프레임을 산화시킨다. 리드 프레임의 산화가 시작되면 발광 장치 내부의 열 및 빛 등으로 인해 산화 속도가 가속화 되고, 리드 프레임이 검게 변하여 발광 다이오드의 휘도 저하가 발생되기 때문에 고신뢰성 제품에 적용이 어렵다는 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 리드 프레임의 표면에 희생 도금부를 형성하여 리드 프레임에서 발생할 수 있는 산화에 의한 불량을 해결하여 신뢰성 및 품질이 개선된 발광 장치를 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 발광 장치는 서로 전기적으로 분리되도록 이격된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임, 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임 중 어느 하나에 실장되어 발광하는 발광 칩 및 희생 도금부를 포함한다. 상기 희생 도금부는 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임의 일부 표면에 형성되어 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임의 부식을 방지한다.

상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은 표면에 형성된 은(Ag) 도금층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은 내부에 형성된 구리(Cu) 층 및 상기 구리 층과 상기 은 도금층 사이에 형성된 니켈(Ni) 도금층을 포함할 수 있다.

상기 희생 도금부는 은보다 이온화도가 높은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 희생 도금부는 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 희생 도금부는 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임의 표면 중에서 상기 발광 칩이 실장되는 실장면의 반대면에 형성될 수 있다.

상기 발광 장치는 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임과 결합되어 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임을 고정하며 상기 발광 칩을 노출시키기 위한 개구부가 형성된 하우징, 및 상기 하우징의 상기 개구부 내부에 채워지는 봉지제를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 발광 장치에 따르면, 리드 프레임의 일부 표면에 리드 프레임의 표면 금속보다 이온화도가 큰 금속으로 희생 도금부를 형성함으로써, 실질적으로 발광 칩이 실장되는 리드 프레임의 전면부의 산화를 방지 또는 지연시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 희생 도금부에 열 전도도가 우수한 금속을 적용하여 발광 장치 내부의 열방출율을 향상시키거나, 전기 전도도가 우수한 금속을 적용하여 발광 장치 내부의 전기 저항을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들 어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 장치를 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 리드 프레임의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치(100)는 발광 칩(110), 제1 리드 프레임(120), 제2 리드 프레임(130), 하우징(140) 및 희생 도금부(150)를 포함한다.

상기 발광 칩(110)은 외부로부터 인가되는 전원에 반응하여 광을 발생시킨다. 상기 발광 칩(110)은, 예를 들면, 질화갈륨, 질화비소, 질화인 등과 같은 반도체 물질로 제조될 수 있으며, 그 용도에 따라 다양한 파장대의 광을 발산할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 칩(110)은 적색, 녹색, 청색, 자외선 등의 파장대의 광을 발산할 수 있다.

상기 발광 칩(110)은 상기 제1 리드 프레임(120)에 실장된다. 상기 발광 칩(110)은 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)을 통해 인가되는 전원에 반응하여 광을 발생시킨다. 상기 발광 칩(110)은 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)과의 전기적 연결을 위한 제1 전극(미도시) 및 제2 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극은 상기 발광 칩(110)의 하면에 형성되어 상기 제1 리드 프레임(120)과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 발광 칩(110)의 상면에 형성되어 상기 제2 리드 프레임(130)과 와이어(170)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 전극도 상기 발광 칩(110)의 상면에 형성되어 별도의 와이어를 통해 상기 제1 리드 프레임(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)은 전기적으로 분리되도록 서로 이격되게 형성된다. 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)에는 서로 반대되는 극성의 전압이 인가된다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)은 표면에 형성된 은(Ag) 도금층(126)을 포함한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)은 내부에 형성된 구리(Cu) 층(122) 및 상기 구리 층(122)과 상기 은 도금층(126) 사이에 형성된 니켈(Ni) 도금층(124)을 포함할 수 있다.

상기 발광 칩(110)에서 발생된 광의 반사율을 높이기 위하여, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 표면은 광 반사율이 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 표면에 전기 전도도 및 광 반사율이 우수한 은 도금층(126)을 형성하여 광 반사율을 높일 수 있다.

한편, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130) 전체를 은으로 형성하게 되면, 강성이 떨어지고 비용이 증가되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 은에 비하여 강성이 높고 비용이 저렴하며 비슷한 전기 전도도를 갖는 구리를 이용하여 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 내부에 상기 구리 층(122)을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구리 층(122) 상에는 은이 잘 도금되지 않을 수 있으므로, 상기 구리 층(122) 상에 먼저 니켈을 도금하여 상기 니켈 도금층(124)을 형성한 후, 상기 니켈 도금층(124) 상에 은을 도금하면 용이하게 상기 은 도금층(126)을 형성할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)은 은(Ag) 이외에도 전기 전도도가 우수하고 광 반사율이 좋은 금속으로 이루어지거나, 이러한 금속이 다른 금속에 도금된 구조를 가질 수도 있다.

상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)은 인쇄회로기판(PCB) 등의 외부 장치에 전기적으로 연결되기 위하여, 상기 하우징(140)의 외부로 돌출되어 한번 이상 절곡된 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)은 발광 장치(100)로부터 출사되는 광이 상기 인쇄회로기판과 평행한 방향으로 출사될 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된다.

상기 하우징(140)은 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)과 결합되어 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)을 고정한다. 상기 하우징(140)은 예를 들어, 폴리프탈아미드(polyphthalamid ; PPA) 등의 수지를 이용한 몰딩 성형에 의해 형성될 수 있다.

상기 하우징(140)에는 상기 발광 칩(110)을 노출시키기 위한 개구부(160)가 형성된다. 상기 개구부(160)가 형성된 상기 하우징(140)의 내벽은 출사되는 광의 지향각을 향상시키기 위하여 일정한 각도로 기울어지도록 형성될 수 있다.

상기 희생 도금부(150)는 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 일부 표면에 형성된다. 상기 희생 도금부(150)는 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 부식을 방지하기 위하여, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 표면 중에서 상기 발광 칩(110)이 실 장된 실장면의 반대면에 형성된다. 상기 희생 도금부(150)는 상기 하우징(140)과 접하는 계면에만 형성되거나, 또는 상기 하우징(140)의 외부로 노출된 부분까지도 형성될 수 있다. 상기 희생 도금부(150)는 예를 들어, 건식 또는 습식 도금 방법을 통해 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 표면에 형성될 수 있다.

상기 희생 도금부(150)는 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 표면에 형성된 금속보다 이온화도가 큰 금속으로 형성된다. 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 표면에 상기 은 도금층(126)이 형성되어 있는 경우에는, 상기 희생 도금부(150)는 은(Ag)보다 이온화도가 큰 금속으로 형성된다. 예를 들어, 상기 희생 도금부(150)는 은보다 이온화도가 큰 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 등에서 적어도 하나를 포함하는 금속으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 상기 발광 칩(110)이 실장되는 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 상부면에는 광 반사율이 높은 상기 은 도금층(126)이 노출되도록 유지하고, 상기 발광 칩(110)이 실장되지 않는 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)의 하부면에 상기 은 도금층(126)보다 이온화도가 큰 금속으로 이루어진 상기 희생 도금부(150)을 형성하게 되면, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제2 리드 프레임(130)과 상기 하우징(140)의 계면을 따라 침투되는 공기와 수분이 일차적으로 상기 희생 도금부(150)와 반응하여 상기 희생 도금부(150)를 먼저 산화시키게 되므로, 상기 제1 리드 프레임(120) 및 상기 제 2 리드 프레임(130)의 상부면의 산화를 방지 또는 지연시킬 수 있다.

한편, 상기 희생 도금부(150)의 금속으로 열전도도가 우수한 금속을 적용함으로써, 발광 장치(100) 내부의 열방출 효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 희생 도금부(150)의 금속으로 전기전도도가 우수한 금속을 적용함으로써, 발광 장치(100) 내부의 전기 저항을 감소시킬 수 있다.

발광 장치(100)는 상기 하우징(140)의 상기 개구부(160) 내부에 채워지는 봉지제(162)를 더 포함할 수 있다. 상기 봉지제(162)는 상기 발광 칩(110)을 보호하기 위한 것으로서, 투명한 수지로 형성된다. 상기 봉지제(162)에는 상기 발광 칩(110)으로부터 발생된 광의 파장을 변환시키기 위한 형광체가 포함될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치(200)는 발광 칩(210), 제1 리드 프레임(220), 제2 리드 프레임(230), 하우징(240) 및 희생 도금부(250)를 포함한다.

상기 제1 리드 프레임(220) 및 상기 제2 리드 프레임(230)은 인쇄회로기판(PCB) 등의 외부 장치에 전기적으로 연결되기 위하여, 하우징(240)의 외부로 돌출되어 한번 이상 절곡된 구조로 형성된다. 본 실시예에서, 상기 제1 리드 프레임(220) 및 상기 제2 리드 프레임(230)은 상기 하우징(240)의 하부 방향으로 절곡되어 발광 장치(200)로부터 출사되는 광이 상기 인쇄회로기판에 수직한 방향으로 출사될 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된다.

상기 희생 도금부(250)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 상기 제1 리드 프레 임(220) 및 상기 제2 리드 프레임(230)의 표면 중 상기 발광 칩(210)이 실장되지 않는 면에 형성되어 상기 제1 리드 프레임(220) 및 상기 제2 리드 프레임(230)의 산화를 방지 또는 지연시킨다.

상기 제1 리드 프레임(220) 및 상기 제2 리드 프레임(230)의 구조를 제외한 나머지 나머지 구성은 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 그와 관련된 상세한 설명은 생략하기로 한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 패키지를 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지의 제1 리드 프레임을 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발광 장치 110 : 발광칩

120 : 제1 리드 프레임 130 : 제2 리드 프레임

140 : 하우징 150 : 희생 도금부

160 : 개구부

Claims (7)

1. 서로 전기적으로 분리되도록 이격된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임;

   상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임 중 어느 하나에 실장되어 발광하는 발광 칩;

   상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임과 결합되어 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임을 고정하며, 상기 발광 칩을 노출시키기 위한 개구부가 형성된 하우징; 및

   상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임이 상기 하우징과 결합된 부분에 형성되어 부식을 방지하는 희생 도금부를 포함하며,

   상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은 표면에 형성된 은(Ag) 도금층을 포함하고, 상기 희생 도금부는 상기 은(Ag) 도금층 표면에 은보다 이온화도가 높은 금속으로 형성되고, 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임의 표면 중에서 상기 발광 칩이 실장된 실장면의 반대면에 형성된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은

   내부에 형성된 구리(Cu) 층; 및

   상기 구리 층과 상기 은 도금층 사이에 형성된 니켈(Ni) 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 희생 도금부는 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 하우징의 상기 개구부 내부에 채워지는 봉지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

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