KR101562773B1 - 사이드뷰 ｌｅｄ 패키지 및 그것의 몸체를 성형하기 위한 금형 세트 및 방법 - Google Patents

Abstract

여기에서는, 정면에는 LED칩 실장을 위한 캐비티가 형성되고 배면에는 몰딩 성형시 금형의 게이트에 남은 테일부가 형성된 수지 재질의 패키지 몸체를 포함하는 사이드뷰 LED 패키지가 개시된다. 패키지 몸체의 배면에는 복수의 함몰부가 형성되고, 테일부는 상기 복수의 함몰부 중 적어도 하나에 위치하고, 상기 함몰부의 깊이보다 낮은 높이로 형성되며, 상기 복수의 함몰부 각각은 상기 LED칩을 지나는 중심축선을 피해 형성된다.

사이드뷰, LED, 패키지, 몸체, 함몰부, 게이트, 테일부, 중심축선

Description

사이드뷰 ＬＥＤ 패키지 및 그것의 몸체를 성형하기 위한 금형 세트 및 방법{SIDE VIEW ＬＥＤ PACKAGE, AND DIE SET AND METHOD FOR FORMING ITS BODY}

본 발명은 사이드뷰 LED 패키지에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 도광판과 함께 LCD 등의 백라이트 모듈에 주로 이용되는 사이드뷰 LED 패키지에 관한 것이다.

일반적으로, 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기에너지를 광 에너지로 변화시키는 반도체 소자의 일종으로서, 현재 그 응용분야가 지속적으로 확대되고 있다. 위와 같은 발광다이오드가 내장된 패키지 구조의 장치가 흔히 LED 패키지로 칭해지고 있다.

LED 패키지는 구조나 용도에 따라 많은 종류가 있으며, 그 중 하나로 소형 LCD 등의 디스플레이 장치에 백라이트 모듈의 광원으로 이용되는 사이드뷰 LED 패키지가 공지되어 있다. 통상, 사이드뷰 LED 패키지는 얇은 두께의 도광판 측면에 인접하게 배치되어 그 도광판 내로 광을 공급한다.

디스플레이 장치의 소형화에 따라, 사이드뷰 LED 패키지의 두께 또한 작아지는 추세이다.

도 1은 종래의 사이드뷰 LED 패키지를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 사이드뷰 LED 패키지의 배면을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 사이드뷰 LED 패키지(1)는 리드프레임(18)이 설치된 수지 재질의 패키지 몸체(10)를 포함한다. 위에서 도시한 패키지 몸체(10)의 정면에는 리드프레임(18)을 노출시키는 오목한 캐비티(12)가 형성된다. 노출된 리드프레임(18)의 일 영역에는 LED칩(2)이 실장된다. 본 명세서에서, 패키지 몸체(10)의 정면은 캐비티(12)가 형성된 면이고, 패키지 몸체(10)의 배면은 그 정면에 대향되는 면으로 정의한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 패키지 몸체(10)의 배면에는 함몰부(14)와 테일부(16)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 테일부(16)는, 미도시됨 금형의 게이트를 통해 그 금형의 성형공간 내로 겔상의 수지를 주입하여 패키지 몸체를 성형할 때, 수지가 게이트에 남아 경화된 부분이며, 함몰부(14)는, 테일부(16)의 높이보다 큰 깊이로 형성됨으로써, 그 테일부(16)를 제거하는 성가시고 복잡한 공정을 생략할 수 있도록 해주는 것이다.

패키지 몸체(10)는 얇은 두께로 형성되는 것이 요구되며, 따라서, 금형의 게이트 크기에 큰 제한이 따른다. 패키지 몸체의 얇은 두께에 대응하여 게이트의 크기(특히, 직경)를 작게 한 경우, 성형성(더 구체적으로는, 사출 성형성)이 떨어지고, 게이트를 통한 수지의 흐름성 저하 또는 게이트의 막힘 현상으로 인하여, 패키지 몸체의 일부가 제대로 형성되지 않는 미성형의 문제가 발생될 수 있다.

또한, 종래의 LED 패키지는, LED칩(2)을 지나는 중심축선(x)이 패키지 몸 체(10) 배면의 함몰부(14)를 통과한다. 이때, 중심축선(x)이 통과하는 위치는, LED칩(2)의 실장 공정 또는 그 LED칩(2)을 리드프레임(18)에 와이어로 연결하는 와이어본딩 공정에서, 집중 하중을 받는 부분이며, 따라서, 위 함몰부는 위의 공정 중에 패키지 몸체가 파손되는 등의 불량을 일으킬 수 있다. 이 때문에 중심축선(x) 상에 있는 함몰부(14)는 LED칩의 실장 공정 및/또는 와이어 본딩 공정의 제어를 복잡하고 어렵게 하는 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 하나의 기술적 과제는, 얇은 두께를 갖는 사이드뷰 LED 패키지의 몸체를 성형함에 있어서, 게이트 크기의 제약에 따른 성형성 저하를 막기 위한 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 얇은 두께를 갖는 사이드뷰 LED 패키지의 몸체를 성형함에 있어서, LED칩을 지나는 중심축선에 빗겨 함몰부를 배치하여, 그 함몰부에 의한 공정 도중의 취약성을 제거하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, 정면에는 LED칩 실장을 위한 캐비티가 형성되고 배면에는 몰딩 성형시 금형의 게이트에 남은 테일부가 형성된 수지 재질의 패키지 몸체를 포함하는 사이드뷰 LED 패키지가 제공된다. 상기 배면에는 복수의 함몰부가 형성되고, 테일부는 상기 복수의 함몰부 중 적어도 하나에 위치하고 상기 함몰부의 깊이보다 낮은 높이로 형성된다.

바람직하게는, 상기 복수의 함몰부 각각은 상기 LED칩을 지나는 중심축선을 피해 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 복수의 함몰부는 상기 중심축선을 기준으로 서로 대칭되게 형성된 제1 함몰부와 제2 함몰부로 구성된다.

이때, 상기 복수의 함몰부는 상기 배면의 가장자리에서 패키지 몸체의 측면 일부를 포함하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 정면에 LED칩의 실장을 위한 캐비티가 형성된 LED 패키지의 몸체 성형을 위한 금형세트가 제공된다. 상기 금형세트는, 위로 볼록한 캐비티 포머를 구비한 제1 금형과, 아래로 볼록한 복수의 함몰부 포머 및 그 함몰부 포머 각각을 관통하는 복수의 게이트를 구비한 제2 금형을 포함한다.

바람직하게는, 상기 함몰부 포머 각각은 상기 캐비티 포머의 중심을 지나는 중심축선을 피하도록 위치한다.

본 발명에 따라, 상기 금형세트를 이용한 LED 패키지의 몸체 성형방법이 제공된다. 상기 몸체 성형방법은, 상기 제1 금형과 상기 제2 금형을 합치하여 상기 패키지 몸체의 성형공간을 형성하는 단계와, 상기 복수의 게이트를 통해 상기 성형공간 내로 겔상의 수지를 주입하는 단계와, 상기 성형공간으로부터 유출된 수지가 상기 복수의 게이트 내 중간에 있을 때 상기 수지를 경화시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 얇은 두께를 갖는 사이드뷰 LED 패키지의 패키지 몸체를 성형함에 있어서, 패키지 몸체의 배면 크기에 의해 제약되는 게이트의 작은 크기를 그대로 유지하면서, 그 게이트의 개수를 복수개로 하는 것에 의해, 패키지 몸체의 성형성을 높여줄 수 있다. 또한, 성형 완료시 금형의 게이트에 남는 테일부(tail portion)를 패키지 몸체 배면의 함몰부로 가려서, 테일부 제거를 위한 추가의 공정을 생략케 하되, 그 함몰부가 LED칩 실장 또는 와이어 본딩 공정에서 집중하중을 많이 받는 중심축선을 피하도록 하여, 공정 중의 불량을 최소화하고, 공정의 단순화를 가능하게 한다.

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.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드뷰 LED 패키지를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 LED 패키지는, 서로 분리된 한 쌍의 리드들로 구성된 리드프레임(18)과, 그 리드프레임(18)을 지지하는 패키지 몸체(10)를 포함한다. 도면에서 볼 때 상측에 위치하는 상기 패키지 몸체(10)의 정면에는 상기 리드프레임(18)을 노출시키는 캐비티(12)가 형성된다. 상기 캐비티(12)의 내부, 더 구체적으로는, 상기 캐비티(12) 내 리드프레임(18) 상에는 LED칩(2)이 실장된다.

도 3에는 상기 LED칩(2)을 지나는 중심축선(x)이 표시되어 있다. 상기 중심축선(x)은 상기 캐비티(12)의 대략 중앙을 지난다. 또한, 패키지 몸체(10)의 정면에 대향하는 상기 패키지 몸체(10)의 배면에는 두개의 테일부, 즉, 제1 및 제2 테일부(16a, 16b)가 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 테일부(16a, 16b) 각각의 주변에는 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b)가 형성된다.

상기 제1 및 제2 테일부(16a, 16b)는 겔상의 플라스틱 수지를 금형에 주입하여 패키지 몸체(10)를 성형할 때, 금형 내 성형공간을 다 채운 후 금형의 게이트로 역류하는 수지의 일부가 그 게이트에 남아 경화된 것이다. 상기 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b) 각각은 상기 제1 및 제2 테일부(16a, 16b)의 높이보다 큰 깊이로 형성되어, 그 제1 및 제2 테일부(16a, 16b)가 상기 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b) 밖으로 나와 있지 않게 해준다.

두개 이상의 테일부(16a, 16b)는 두개의 게이트를 이용하는 겔상 수지의 주입에 의해 패키지 몸체(10)가 형성되었음을 의미하며, 이는, 상기 패키지 몸체(10)의 성형시 단일 게이트를 이용하는 것에 비해, 패키지 몸체(10)의 성형성(특히, 사출 성형성)을 더욱 좋게 해준다.

한편, 상기 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b)는 상기 LED칩(2)을 지나는 중심축선(x)을 피하여 형성되어 있다. 이는, LED칩(2)을 실장하는 공정 및/또는 본딩와이어(W)로 LED칩(2)을 전기 배선하는 와이어 본딩 공정에서, 집중 하중이 가해지는 부분을 기존 기술에 비해 더 보강해 주며, 따라서, 상기 집중 하중에 의한 파손 또는 그에 대응되는 제품 불량을 기존에 비해 크게 줄일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1 함몰부(14a)와 상기 제2 함몰부(14b)는 상기 중심축선(x)을 기준으로 서로 대칭되게 형성되며, 그 함몰부(14a, 14b)들 각각은 패키지 몸체(10)의 배면에만 존재하는 오목함 홈의 형태를 취한다.

도 4는 도 3에 도시된 LED 패키지의 몸체(10)를 성형하는 금형 세트를 보여준다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 금형 세트는, 도면으로 볼 때, 하측의 제1 금형(200)과 상측의 제2 금형(100)으로 구성된다. 상기 제1 금형(200)과 상기 제2 금형(100)은, 리드프레임(18)을 사이에 두고 합치될 때, 전술한 패키지 몸체(10; 도 3 참조)의 형상에 상응하는 성형공간을 형성한다.

상기 제1 금형(200)은 위로 볼록한 캐비티 포머(202)를 성형공간 내측의 제1 금형 저면에 구비한다. 상기 캐비티 포머(202)는 패키지 몸체(10) 정면의 캐비티(12)에 상응하는 형상을 갖는 부분으로, 패키지 몸체 성형시, 상기 캐비티(12)의 형상을 한정한다.

또한, 상기 제2 금형(100)은 아래로 볼록한 제1 및 제2 함몰부 포머(102a, 102b)를 성형공간 내측의 제2 금형(100) 내면에 구비한다. 상기 제1 및 제2 함몰부 포머(102a, 102b)는, 패키지 몸체 성형시, 그 패키지 몸체의 배면에 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b)를 형성하도록 해준다. 본 실시예에서, 상기 캐비티 포머(202)의 중심을 지나는 축선(y)은 캐비티의 중심 및 LED칩을 지나는 전술한 중심축선(x)과 같다. 상기 제1 및 제2 함몰부 포머(102a, 102b)는 상기 축선(y)을 피하도록 위치한다. 따라서, 상기 제1 및 제2 함몰부 포머(102a, 102b)에 형성된 패키지 몸체의 함 몰부들은 LED칩을 지나는 중심축선(x)을 피하여 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1 금형(200)과 제2 금형(100) 사이에 위치하는 상기 리드프레임(18)에는 복수의 구멍(18a)들이 형성되는데, 이 구멍(18a)들은 상기 제2 금형(100)의 게이트(104a, 104b)를 통해 유입된 제2 금형(200) 안쪽의 수지가 제1 금형(100)의 안쪽까지 원활하게 유입될 수 있도록 해준다. 또한, 상기 리드프레임(18)은 제1 금형(200)의 캐비티 포머(202) 상단면에 접해 있다. 완성된 사이드뷰 LED 패키지는 캐비티에 의해 리드프레임이 노출될 수 있는 것이다.

도 5는 도 4에 도시된 금형 세트를 이용하여 사이드뷰 LED 패키지의 몸체를 사출 성형하는 방법을 순서도로 보여준다.

도 5를 도 4와 함께 참조하면, 본 실시예의 성형 방법은, 패키지 몸체의 성형공간 형성 단계(S1)와, 플라스틱 수지의 주입 단계(S2)와, 플라스틱 수지의 경화 단계(S3)를 포함한다.

상기 성형공간 형성 단계(S1)에서는, 리드프레임(18)을 사이에 두고, 제1 금형(200)과 제2 금형(100)이 합치된다. 이때, 제1 금형(200)은, 앞서 언급된 바와 같이, 캐비티 포머(2002)가 리드프레임(18)과 접하도록 위치한다. 또한, 제2 금형(100)의 게이트(104a, 104b)는 성형공간으로부터 위쪽으로 향해 개방된다.

다음, 플라스틱 수지의 주입 단계(S2)에서는, 백색 또는 반사성을 갖는 겔상의 플라스틱 수지가 제1 및 제2 게이트(104a, 104b)를 통해, 제1 금형(200)과 제2 금형(100) 사이에 한정된 성형공간 내로 주입된다. 상기 주입은 액상의 수지가 성형공간으로부터 상기 제1 및 제2 게이트(104a, 104b)로 역류할 때까지 계속된다. 이때, 액상의 수지가 제1 및 제2 게이트(104a, 104b)를 통해 완전히 밖으로 흘러나오지 않도록 유의한다.

다음, 플라스틱 수지의 경화 단계(S3)에서는 겔상의 수지가 제1 및 제2 게이트(104a, 104b)에 남아 있는 상태로, 상기 성형공간과 상기 제1 및 제2 게이트(104a, 104b)에 있는 수지를 경화시킨다. 이에 따라, 상기 성형공간 내에는 사이드뷰 LED 패키지의 몸체가 형성되고, 제1 및 제2 게이트(104a, 104b) 각각에는 도 2에 도시된 것과 같은 테일부(16a, 16b)들이 남는다. 상기 테일부(16a, 16b)들의 형상이나 위치에 대해서는 위에서 이미 자세히 설명되었으므로 그 설명을 생략한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드뷰 LED 패키지를 도시한다. 도 6을 참조하면, 본 실시예의 사이드뷰 LED 패키지(1)는, 앞선 실시예와 마찬가지로, 테일부(16a, 16b)들이 패키지 몸체의 배면 아래로 돌출되지 않게 하는 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b)를 패키지 몸체 배면에 구비하되, 제1 및 제2 함몰부(14a, 14b)는, 앞선 실시예와 달리, 상기 배면의 가장자리에서 상기 패키지 몸체(10)의 측면 일부를 포함하는 형상을 갖는다. 즉, 앞선 실시예의 함몰부들이 오목한 홈의 형상이었던 것과 달리, 본 실시예의 함몰부들은 패키지 몸체의 배면 양 코너가 대략 "ㄱ"형으로 절취된 것과 같은 형상으로 이루어진다.

본 실시예의 함몰부들 위치는 LED칩(2)이 지나는 중심축선(x)으로부터 함몰부들(14a, 14b)을 최대로 멀게 위치시켜주며, 이는 LED칩(2) 실장 위치에 힘이 가해지는 공정, 즉, LED칩의 실장 공정 및/또는 본딩와이어 공정이 보다 안전하고 신뢰성 있게 이루어지도록 해준다.

도 1은 종래의 사이드뷰 LED 패키지를 도시한 단면도.

도 2는 종래의 사이드뷰 LED 패키지를 도시한 배면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드뷰 LED 패키지를 도시한 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 것과 같은 사이드뷰 LED 패키지를 제조하기 위한 금형 세트를 도시한 도면.

도 5는 도 4에 도시된 것과 같은 금형 세트를 이용하여 사이드뷰 LED 패키지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드뷰 LED 패키지를 도시한 단면도.

Claims (7)

1. 정면에는 LED칩 실장을 위한 캐비티가 형성되고 배면에는 몰딩 성형시 금형의 게이트에 남은 테일부가 형성된 수지 재질의 패키지 몸체를 포함하는 사이드뷰 LED 패키지에 있어서,

   상기 배면에는 복수의 함몰부가 형성되고, 상기 복수의 함몰부는 상기 배면의 가장자리에서 상기 패키지 몸체의 측면 일부를 포함하도록 상기 패키지 몸체의 측면으로 노출되도록 형성되며,

   상기 테일부는 상기 함몰부의 깊이보다 낮은 높이로 형성되고, 상기 패키지 몸체의 측면으로 노출되도록 형성된 복수의 함몰부 내에 형성되되, 상기 배면의 가장자리에서 일정 거리 이상 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 사이드뷰 LED 패키지.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 함몰부 각각은 상기 LED칩을 지나는 중심축선을 피해 형성된 것을 특징으로 하는 사이드뷰 LED 패키지.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 복수의 함몰부는 상기 중심축선을 기준으로 서로 대칭되게 형성된 제1 함몰부와 제2 함몰부로 구성된 것을 특징으로 하는 사이드뷰 LED 패키지.
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