KR101740484B1 - 발광소자 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

발광소자 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101740484B1
KR101740484B1 KR1020110004528A KR20110004528A KR101740484B1 KR 101740484 B1 KR101740484 B1 KR 101740484B1 KR 1020110004528 A KR1020110004528 A KR 1020110004528A KR 20110004528 A KR20110004528 A KR 20110004528A KR 101740484 B1 KR101740484 B1 KR 101740484B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
molding member
lead frame
emitting device
pad
Prior art date
Application number
KR1020110004528A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120083080A (ko
Inventor
유철준
송영희
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to KR1020110004528A priority Critical patent/KR101740484B1/ko
Priority to US13/344,255 priority patent/US8987022B2/en
Priority to EP12151189.3A priority patent/EP2477242B1/en
Priority to CN201210015168.0A priority patent/CN102593336B/zh
Publication of KR20120083080A publication Critical patent/KR20120083080A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101740484B1 publication Critical patent/KR101740484B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector

Abstract

후몰딩(post-molding) 방식으로 제조할 수 있으며 열 방출 성능 및 광 품질을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지의 구조 및 상기 발광소자 패키지의 제조 방법이 개시된다. 개시된 발광소자 패키지는 방열 패드, 방열 패드 위에 배치된 발광소자, 발광소자와 방열 패드의 양측에 각각 이격되어 배치된 리드 프레임, 방열 패드과 리드 프레임을 매립하는 동시에 발광소자의 발광면을 제외한 측면 둘레를 둘러싸도록 형성된 몰딩 부재, 및 리드 프레임과 발광소자를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어를 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지 및 그 제조 방법 {Light emitting device package and method of manufacturing the light emitting device package}
개시된 발명은 발광소자 패키지의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후몰딩(post-molding) 방식으로 제조할 수 있으며 열 방출 성능 및 광 품질을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지의 구조 및 상기 발광소자 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 예를 들어 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적인 신호를 빛으로 변화시키는 반도체 발광소자이다. 발광 다이오드와 같은 반도체 발광소자는 기존의 다른 발광체에 비해 수명이 길며, 낮은 전압을 사용하는 동시에 소비전력이 작다는 특성이 있다. 또한, 응답속도 및 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 소형 경량화가 가능하다는 장점도 가지고 있다. 이러한 반도체 발광소자는 사용하는 반도체의 종류와 조성에 따라 각기 다른 파장의 빛을 발생할 수 있어서 필요에 따라 여러 가지 다른 파장의 빛을 만들어 사용할 수 있다. 최근에는 고휘도의 발광소자 칩을 이용한 조명 장치가 기존의 형광등이나 백열등을 대체하는 추세이다.
이러한 반도체 발광소자를 이용한 조명 장치를 제공하기 위해서는, 발광소자 칩을 리드 프레임에 연결시키고 봉지하는 패키징 작업이 요구된다. 예를 들어, 일반적인 발광소자 패키지는, 컵 형태의 몰딩 부재가 선몰딩(pre-molding)되어 있는 리드 프레임을 마련하고, 몰딩 부재 내의 리드 프레임 위에 발광소자 칩을 접착하여 와이어 본딩을 한 후, 발광소자 칩을 둘러싸도록 몰딩 부재 내에 형광체를 채운 다음, 마지막으로 렌즈 형태의 광방출 부재로 몰딩 부재 위를 봉지하는 방식으로 제조된다.
그런데, 위와 같은 방식으로 제조된 발광소자 패키지의 경우, 형광체 밀도의 불균일로 인해 광 품질의 산포가 발생할 수 있다. 또한, 발광소자의 측면으로 방출되는 광을 충분히 활용하지 못할 수도 있다.
광 품질의 산포를 감소시킬 수 있으며 광 효율이 향상된 발광소자 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따른 발광소자 패키지는 방열 패드; 상기 방열 패드의 양측에 각각 이격되어 배치된 한 쌍의 리드 프레임; 상기 방열 패드 위에 배치된 발광소자; 상기 방열 패드와 리드 프레임을 둘러싸 고정하는 몰딩 부재; 및 상기 리드 프레임과 발광소자 사이를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어;를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 몰딩 부재는 상기 방열 패드 위의 발광소자의 측면 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 상기 발광소자의 상부 표면은 상기 몰딩 부재의 상부를 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방열 패드의 바닥면은 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리드 프레임은, 상기 발광소자를 향해 돌출되어 있으며 상기 본딩 와이어와 연결되는 와이어 본딩 영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 와이어 본딩 영역은 상기 몰딩 부재의 상부를 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출될 수 있으며, 상기 리드 프레임의 바닥면의 일부는 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몰딩 부재의 상부 표면의 높이는 상기 와이어 본딩 영역의 상부 표면의 높이와 같으며, 상기 몰딩 부재의 바닥면의 높이는 상기 방열 패드의 바닥면의 높이 및 상기 리드 프레임의 바닥면의 높이와 같을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리드 프레임은 상기 발광소자와 가까운 상기 와이어 본딩 영역이 상기 리드 프레임의 다른 부분보다 더 높아지도록 구부러진 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방열 패드의 양측에 각각 이격되어 배치된 한 쌍의 리드 프레임 중에서 어느 하나는 상기 방열 패드와 일체로 연결될 수 있다.
또한, 상기 방열 패드는 중심부에 상기 발광소자가 배치될 영역을 포함할 수 있으며, 상기 발광소자가 배치될 영역 이외의 상기 방열 패드의 폭은 상기 발광소자가 배치될 중심부 영역의 폭보다 클 수 있다.
또한, 상기 발광소자 패키지는 상기 발광소자의 상부 표면 위에 형성된 형광층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몰딩 부재는 상기 형광층의 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 몰딩 부재는 상부 표면의 높이가 상기 발광소자의 상부 표면의 높이와 일치하도록 형성될 수 있으며, 상기 발광소자 위의 형광층은 상기 몰딩 부재의 상부 표면보다 높게 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광소자 패키지는 상기 몰딩 부재와 발광소자 위로 배치된 렌즈 형태의 투명한 봉지 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리드 프레임은 굴곡 없이 평평한 형태를 가질 수 있으며, 상기 리드 프레임의 상부 표면은 상기 몰딩 부재 내에 매립되어 있고, 상기 리드 프레임의 바닥면은 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몰딩 부재는 상기 몰딩 부재를 관통하여 상기 리드 프레임의 일부분을 외부에 노출시키기 위한 개구를 포함할 수 있으며, 상기 본딩 와이어는 상기 개구를 통해 상기 리드 프레임에 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 몰딩 부재는 백색 또는 유색 몰딩 재료로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 발광소자 패키지의 제조 방법은, 방열 패드의 양측에 한 쌍의 리드 프레임을 각각 나란하게 배치시키는 단계; 상기 방열 패드 위에 발광소자를 배치하는 단계; 상기 방열 패드와 리드 프레임을 둘러싸도록 몰딩 부재를 형성하는 단계; 및 상기 발광소자와 상기 리드 프레임 사이에 본딩 와이어를 연결하는 단계;를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 몰딩 부재는 상기 방열 패드 위의 발광소자의 측면 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있고, 상기 발광소자의 상부 표면은 상기 몰딩 부재의 상부를 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몰딩 부재를 형성하는 단계는, 상기 발광소자가 부착된 방열 패드와 상기 리드 프레임을 금형틀 내에 배치시킨 후 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 방식으로 몰딩 부재를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지의 제조 방법은 상기 몰딩 부재 위로 렌즈 형태의 투명한 봉지 부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 몰딩 부재를 형성하는 단계에서, 상기 방열 패드의 바닥면이 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되도록 할 수 있다.
또한, 예를 들어, 몰딩 부재를 형성하는 단계에서, 상기 와이어 본딩 영역이 상기 몰딩 부재의 상부를 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되며, 상기 리드 프레임의 바닥면의 일부가 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되도록 할 수 있다.
개시된 발광소자 패키지의 경우, 발광소자의 측면으로 광이 방출되는 경우에도 발광소자의 상부에만 형광체를 도포하면 되므로, 광 품질의 산포를 줄일 수 있다. 또한, 발광소자가 부착되는 방열 패드의 면적을 증가시켜 열 방출 효과를 향상시킬 수 있으며, 방열 패드가 발광소자 패키지의 하부로 노출되어 열 방출 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 방열 패드 및 리드 프레임의 형태 및 배치를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 제조 방법을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 발광소자 패키지 및 그 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 방열 패드(101), 방열 패드(101) 위에 배치된 발광소자(104), 방열 패드(101)의 양측으로 각각 이격되어 배치된 한 쌍의 리드 프레임(102), 상기 방열 패드(101)와 리드 프레임(102)을 매립하도록 형성된 몰딩 부재(107) 및 리드 프레임(102)과 발광소자(104)를 전기적으로 연결하는 한 쌍의 본딩 와이어(106)를 포함할 수 있다. 또한, 발광소자 패키지(100)는 몰딩 부재(107)와 발광소자(104) 위로 배치된, 예를 들어, 반구형 렌즈의 형태를 갖는 투명한 봉지 부재(108)를 더 포함할 수 있다.
발광소자(104)는 예를 들어 발광 다이오드(light emitting diode; LED)와 같은 반도체 발광소자일 수 있다. 발광소자(104)는 예를 들어 접착제(103)를 이용하여 방열 패드(101) 위에 고정될 수 있다. 또한, 발광소자(104)의 상부 표면 위에는 형광층(105)이 더 도포될 수 있다. 형광층(105)은 발광소자(104)에서 방출되는 광에 의해 여기되어 백색광을 발생시키는 역할을 한다. 이를 위해 형광층(105)은 단수 또는 복수 종의 형광체를 소정의 배합비에 따라 수지 내에 분산시켜 형성될 수 있다. 실리콘 수지 또는 에폭시 수지와 같은 수지 내에 분산된 형광체의 종류 및 배합비는 발광소자(104)의 발광 특성에 따라 선택될 수 있다. 형광층(105)은 발광소자(104)의 상부 표면 위에 전체적으로 도포되어 있지만, 와이어 본딩을 위해 발광소자(104)의 전극 영역에는 도포되어 있지 않다.
방열 패드(101)와 리드 프레임(102)은 열전도성과 전기 전도도가 우수한, 예를 들어 구리(Cu)와 같은 금속성 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 방열 패드(101)와 리드 프레임(102)은 도 1에 도시된 바와 같이 몰딩 부재(107)에 의해 둘러싸여 매립되어 있다. 이러한 구조에서, 발광소자(104)에서 발생하는 열을 외부로 발산시키기 위하여 방열 패드(101)의 바닥면은 몰딩 부재(107)의 바닥면을 통해 몰딩 부재(107)의 외부로 노출될 수 있다. 또한, 리드 프레임(102)은 금(Au)과 같은 고전도성 재료로 이루어진 본딩 와이어(106)를 통해 발광소자(104)의 전극과 전기적으로 연결되는 와이어 본딩 영역(102a)을 포함한다. 본딩 와이어(106)와의 와이어 본딩을 위해, 와이어 본딩 영역(102a)은 몰딩 부재(107)의 상부로 노출될 수 있다. 따라서, 본딩 와이어(106)는 몰딩 부재(107)의 상부면을 통해 부분적으로 노출된 리드 프레임(102)의 와이어 본딩 영역(102a) 위에 연결될 수 있다.
또한, 리드 프레임(102)은 외부의 전원과 연결되어 발광소자(104)에 전류를 제공하는 역할을 한다. 따라서, 외부의 전원과 연결될 수 있도록, 도 1에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(102)의 바닥면의 일부는 몰딩 부재(107)의 바닥면을 통해 몰딩 부재(107)의 외부로 노출될 수 있다. 즉, 리드 프레임(102)의 와이어 본딩 영역(102a)은 몰딩 부재(107)의 상부로 노출되고, 바닥면 일부는 몰딩 부재(107)의 하부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 몰딩 부재(107)의 상부 표면의 높이는 와이어 본딩 영역(102a)의 상부 표면의 높이와 같으며, 몰딩 부재(107)의 바닥면의 높이는 방열 패드(101)의 바닥면의 높이 및 리드 프레임(102)의 바닥면 일부의 높이와 같을 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(102)은 발광소자(104)와 가까운 와이어 본딩 영역(102a)이 다른 부분보다 더 높아지도록 굴곡된 형태를 가질 수 있다. 리드 프레임(102)의 양쪽 단부면은 모두 몰딩 부재(107) 내에 매립될 수 있다.
몰딩 부재(107)는 방열 패드(101)와 리드 프레임(102)을 둘러싸서 고정시키도록 형성될 수 있다. 또한, 몰딩 부재(107)는 발광소자(104)의 상부 표면을 제외한 측면 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 즉, 발광소자(104)의 상부 표면은 몰딩 부재(107)의 상부를 통해 몰딩 부재(107)의 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 발광소자(104)의 상부 표면을 통해 방출되는 광은 몰딩 부재(107)에 의해 방해를 받지 않고 렌즈 형태의 투명한 봉지 부재(108)를 통해 발광소자 패키지(100)의 외부로 안내될 수 있다. 한편, 몰딩 부재(107)의 상부 표면의 높이는 발광소자(104)의 상부 표면의 높이보다 높고 형광층(105)의 상부 표면의 높이와 같도록 형성될 수 있다. 따라서, 몰딩 부재(107)는 형광층(105)의 측면 역시 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 몰딩 부재(107)는 우수한 광반사율을 갖는 백색 몰딩 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 몰딩 부재(107)는 몰딩 수지 내에 TiO2와 같은 재료를 혼합하여 형성될 수 있다. 몰딩 부재(107)가 발광소자(104)의 측면과 직접 접촉하고 있기 때문에, 광반사율이 우수한 몰딩 재료를 사용할 경우, 발광소자(104)의 측면으로 방출되는 광을 반사하여 재활용할 수 있다. 따라서 발광소자 패키지(100)의 광 방출 효율이 향상될 수 있다. 또한, 발광소자(104)의 측면으로 광이 방출되는 경우에도, 발광소자(104)의 상부 표면에만 형광층(105)을 도포하여도 되므로, 발광소자 패키지(100)의 광 품질의 산포를 줄일 수 있다.
한편, 봉지 부재(108)는 투명한 실리콘 수지 등으로 이루어질 수 있으며, 반구형 렌즈의 형태를 가질 수 있다. 봉지 부재(108)는 몰딩 부재(107) 위로 노출된 발광소자(104)와 리드 프레임(102)의 일부를 완전히 덮도록 형성될 수 있다. 이때, 본딩 와이어(106)는 봉지 부재(108) 내에 완전히 갇혀서 고정되기 때문에, 외부의 충격 등에 의해 끊어질 염려가 없다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지(100)의 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 몰딩 부재(107)의 상부 표면 위에 렌즈 형태의 봉지 부재(108)가 배치되어 있다. 도 2에서 봉지 부재(108)는 단지 원형의 윤곽으로만 표시되어 있다. 원형으로 표시된 상기 봉지 부재(108)의 윤곽 내에는 중심부에 발광소자(104)가 배치되어 있으며, 발광소자(104)의 양측으로 리드 프레임(102)의 와이어 본딩 영역(102a)이 배치되어 있다. 발광소자(104)와 리드 프레임(102)의 와이어 본딩 영역(102a) 사이에는 본딩 와이어(106)가 연결되어 있다.
도 3은 발광소자 패키지(100)의 방열 패드(101) 및 리드 프레임(102)의 형태와 배치를 개략적으로 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 방열 패드(101) 및 상기 방열 패드(101)의 양측으로 각각 배치된 한쌍의 리드 프레임(102)이 도시되어 있다. 방열 패드(101)의 중심부에는 발광소자(104)가 배치될 영역(101a)이 점선 사각형으로 표시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(104)가 배치될 영역(101a) 이외의 방열 패드(101)의 폭은 발광소자(104)가 배치될 영역(101a)의 폭보다 넓게 형성되어 있다. 따라서, 방열 패드(101)는 중심부의 양측에 홈(101b)이 형성된 형태를 갖는다. 이러한 방열 패드(101)의 형태는 방열 패드(101)의 면적을 최대화할 수 있기 때문에, 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 방열 패드(101)의 양측으로 나란하게 배치된 리드 프레임(102)은 발광소자(104)가 배치될 영역(101a)을 향해 돌출된 와이어 본딩 영역(102a)을 포함할 수 있다. 이러한 와이어 본딩 영역(102a)은 리드 프레임(102)의 측면으로부터 방열 패드(101)의 홈(101b) 내부까지 연장되어, 발광소자(104)가 배치될 영역(101a)과 대향한다. 앞서 설명한 바와 같이, 리드 프레임(102)에 굴곡을 줌으로써 상기 와이어 본딩 영역(102a)이 리드 프레임(102)의 다른 부분보다 더 높도록 형성될 수 있다. 이러한 구조의 경우, 리프 프레임(102)이 면적을 상대적으로 작게 하고, 방열 패드(101)의 면적을 상대적으로 크게 할 수 있으므로, 방열 패드(101)의 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 3에는 하나의 발광소자 패키지(100)를 제조하기 위한 단지 하나의 방열 패드(101)와 한 쌍의 리드 프레임(102)이 도시되어 있다. 그러나, 실제로는 다수의 방열 패드(101)와 다수의 리드 프레임(102)이 다수의 타이 바(tie bar)(115)를 통해 2차원 매트릭스의 형태로 연결되어 있을 수 있다. 따라서, 이러한 구조는 발광소자 패키지(100)의 대량 생산에 유리할 수도 있다.
도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지(100)의 제조 방법을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 방열 패드(101)의 양측으로 한 쌍의 리드 프레임(102)을 도 3에 도시된 것처럼 배치시킨다. 그런 후, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 접착제(103) 등을 이용하여 방열 패드(101) 위에 발광소자(104)를 부착시킨다. 여기서, 발광소자(104)의 상부 표면에는 형광층(105)이 미리 도포되어 있을 수 있다. 그러나, 발광소자(104)를 방열 패드(101) 위에 부착시킨 후에, 형광층(105)을 발광소자(104)의 상부 표면에 도포하는 것도 가능하다. 만약 발광소자(104)가 자체적으로 백색광을 방출하는 경우에는 형광층(105)이 없을 수도 있다. 또한, 특정한 색의 광을 방출하는 발광소자 패키지(100)를 제조하는 경우에도, 발광소자(104) 위에 형광층(105)이 도포되지 않을 수 있다.
그런 다음에는, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 방열 패드(101)와 리드 프레임(102)을 둘러싸도록 몰딩 부재(107)를 형성한다. 예를 들어, 발광소자(104)가 부착된 방열 패드(101)와 리드 프레임(102)을 금형틀 내에 배치시키고, 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 방식으로 몰딩 부재(107)를 형성할 수 있다. 이때, 리드 프레임(102)의 와이어 본딩 영역(102a)과 발광소자(104)의 상부 표면이 상기 몰딩 부재(107)의 상부 표면을 통해 노출될 수 있으며, 리드 프레임(102)의 바닥면과 방열 패드(101)의 바닥면이 몰딩 부재(107)의 바닥면으로 노출될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 몰딩 부재(107)는 광반사율이 우수한 백색 몰딩 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 발광소자(104)의 측면으로 빛이 나오지 않는 경우에는, 예를 들어 검은 색과 같은 유색 몰딩 재료로 몰딩 부재(107)를 형성할 수도 있다. 이어서, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 본딩 와이어(106)를 발광소자(104)의 전극과 와이어 본딩 영역(102a) 사이에 연결한다. 그리고, 도 4의 (e)와 같이, 몰딩 부재(107) 위로 투명한 봉지 부재(108)를 형성하면, 발광소자 패키지(100)의 제조가 완료된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 발광소자(104)를 방열 패드(101) 위에 먼저 실장한 후, 나중에 방열 패드(101)와 리드 프레임(102)에 몰딩 부재(107)를 형성하는 후몰딩(post-molding) 방식으로 제조될 수 있다. 따라서, 리프 프레임 또는 방열 패드에 먼저 몰딩 부재를 형성하는 선몰딩 방식에 비하여, 발광소자(104)를 위치시키기 위한 공간이 절약될 수 있다. 이로 인해, 발광소자 패키지(100)의 크기를 더 소형화할 수 있다. 반면, 선몰딩 방식으로 발광소자 패키지를 제조하는 경우에는, 발광소자를 나중에 방열 패드 또는 리드 프레임 위에 실장하기 때문에, 발광소자를 위치시키기 위한 여분의 공간을 몰딩 부재 내에 충분히 마련할 필요가 있다. 발광소자와 동일한 크기의 공간을 만들 경우, 공정 오차에 의해 발광소자의 배치가 어려울 수도 있기 때문이다. 따라서, 선몰딩 방식의 경우, 비교적 공간의 낭비가 증가할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(110)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 1의 발광소자 패키지(100)와 비교할 때, 도 5에 도시된 발광소자 패키지(110)의 몰딩 부재(107)는 상부 표면의 높이가 발광소자(104)의 상부 표면의 높이와 일치하도록 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 발광소자(104) 위에 도포된 형광층(105)은 몰딩 부재(107)의 상부 표면보다 높게 형성되어 있다. 도 5에 도시된 발광소자 패키지(110)의 나머지 구성은 도 1에 도시된 발광소자 패키지(100)에 대해 설명한 것과 동일하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(120)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 5의 발광소자 패키지(110)와 비교할 때, 도 6의 발광소자 패키지(120)는 한 쌍의 리드 프레임 중에서 어느 하나와 방열 패드가 하나로 일체로 연결된 구조를 갖는다는 점에서 차이가 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 발광소자 패키지(120)는 방열 패드와 연결되어 방열 기능까지 수행하는 제 1 리드 프레임(111)과 방열 패드와 연결되지 않은 일반적인 제 2 리드 프레임(102)를 가질 수 있다. 상기 제 1 리드 프레임(111)은 더욱 넓은 방열 면적을 갖기 때문에, 방열 성능이 더 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(130)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 5의 발광소자 패키지(110)와 비교할 때, 도 7에 도시된 발광소자 패키지(130)는 굴곡 없이 평평한 리드 프레임(112)을 갖는다는 점에서 차이가 있다. 리드 프레임(112)이 굴곡 없이 평평한 형태를 갖기 때문에, 리드 프레임(112)의 상부 표면은 전체적으로 몰딩 부재(107) 내에 매립되어 있다. 따라서 와이어 본딩을 위하여, 리드 프레임(112) 위의 몰딩 부재(107)의 일부분에 몰딩 부재(107)를 관통하는 개구(109)가 형성되어 있다. 상기 개구(107)를 통해 리드 프레임(112)의 일부분이 외부에 노출될 수 있다. 본딩 와이어(106)는 개구(107)를 통해 리드 프레임(112)에 연결될 수 있다. 본 실시예의 경우, 리드 프레임(112)의 구조가 단순하기 때문에 리드 프레임(112)의 가공 비용을 절약할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(140)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 7의 발광소자 패키지(130)와 비교할 때, 도 8의 발광소자 패키지(140)는 한 쌍의 리드 프레임 중에서 어느 하나와 방열 패드가 하나로 연결된 구조를 갖는다는 점에서 차이가 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 발광소자 패키지(140)는 방열 패드와 연결되어 방열 기능까지 수행하는 제 1 리드 프레임(121)과 방열 패드와 연결되지 않은 일반적인 제 2 리드 프레임(112)를 가질 수 있다. 제 1 리드 프레임(121)은 더욱 넓은 방열 면적을 갖기 때문에, 방열 성능이 더 향상될 수 있다.
한편, 도 8에는 제 1 리드 프레임(121)과 제 2 리드 프레임(112)에 모두 본딩 와이어(106)가 연결된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 상부면과 바닥면에 각각 전극이 하나씩 형성된 수직 구조의 발광소자를 사용하는 경우에는, 제 2 리드 프레임(112)과 발광소자(104)의 상부면 사이에만 본딩 와이어(106)가 연결될 수 있다. 발광소자(104)의 하부면은 발광소자(104)를 제 1 리드 프레임(121)에 전도성 접착제로 부착하거나 또는 금속 본딩(metal bonding)함으로써 제 1 리드 프레임(121)과 자연스럽게 전기적으로 연결될 수 있다. 그러면, 제 1 리드 프레임(121)에는 별도의 본딩 와이어(106)가 연결될 필요가 없다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 발광소자 패키지 및 그 제조 방법에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100, 110, 120, 130.....발광소자 패키지
101.....방열 패드 102, 111, 112, 121.....리드 프레임
102a....와이어 본딩 영역 103.....접착제
104.....발광소자 105.....형광층
107.....몰딩 부재 108.....봉지 부재
109.....개구부 115.....타이 바

Claims (23)

  1. 방열 패드;
    상기 방열 패드의 양측에 각각 이격되어 배치된 한 쌍의 리드 프레임;
    상기 방열 패드 위에 배치된 발광소자;
    상기 방열 패드와 리드 프레임을 둘러싸 고정하는 몰딩 부재; 및
    상기 리드 프레임과 발광소자 사이를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어;를 포함하며,
    상기 몰딩 부재는 상기 방열 패드 위의 발광소자의 측면 전체를 둘러싸도록 형성되며, 상기 발광소자의 상부 표면은 상기 몰딩 부재의 상부를 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되고,
    상기 리드 프레임은, 상기 본딩 와이어와 연결되는 와이어 본딩 영역을 포함하고, 상기 와이어 본딩 영역은 상기 몰딩 부재의 상부를 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되어 있는 발광소자 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 패드의 바닥면은 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되어 있는 발광소자 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 프레임의 바닥면의 일부는 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되어 있는 발광소자 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은, 상기 와이어 본딩 영역이 상기 리드 프레임의 다른 부분보다 더 높아지도록 상기 발광소자를 향해 돌출된 형태를 갖는 발광소자 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 몰딩 부재의 상부 표면의 높이는 상기 와이어 본딩 영역의 상부 표면의 높이와 같으며, 상기 몰딩 부재의 바닥면의 높이는 상기 방열 패드의 바닥면의 높이 및 상기 리드 프레임의 바닥면의 높이와 같은 발광소자 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자의 상부 표면 위에 형성된 형광층을 더 포함하고,
    상기 몰딩 부재는 상기 형광층의 측면을 둘러싸도록 형성된 발광소자 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자의 상부 표면 위에 형성된 형광층을 더 포함하고,
    상기 몰딩 부재는 상부 표면의 높이가 상기 발광소자의 상부 표면의 높이와 일치하도록 형성되어 있으며, 상기 발광소자 위의 형광층은 상기 몰딩 부재의 상부 표면보다 높게 형성되어 있는 발광소자 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰딩 부재와 발광소자 위로 배치된 렌즈 형태의 투명한 봉지 부재를 더 포함하고,
    상기 본딩 와이어는 상기 봉지 부재 내에 고정되는 발광소자 패키지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 굴곡 없이 평평한 형태를 가지며, 상기 리드 프레임의 상부 표면은 상기 몰딩 부재 내에 매립되어 있고, 상기 리드 프레임의 바닥면은 상기 몰딩 부재의 바닥면을 통해 상기 몰딩 부재의 외부로 노출되고,
    상기 몰딩 부재는 상기 몰딩 부재를 관통하여 상기 리드 프레임의 일부분을 외부에 노출시키기 위한 개구를 포함하며, 상기 본딩 와이어는 상기 개구를 통해 상기 리드 프레임에 연결되는 발광소자 패키지.
  10. 제 5 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 방열 패드의 양측에 각각 이격되어 배치된 한 쌍의 리드 프레임 중에서 어느 하나는 상기 방열 패드와 일체로 연결되어 있는 발광소자 패키지.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
KR1020110004528A 2011-01-17 2011-01-17 발광소자 패키지 및 그 제조 방법 KR101740484B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110004528A KR101740484B1 (ko) 2011-01-17 2011-01-17 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
US13/344,255 US8987022B2 (en) 2011-01-17 2012-01-05 Light-emitting device package and method of manufacturing the same
EP12151189.3A EP2477242B1 (en) 2011-01-17 2012-01-16 Light-emitting device package
CN201210015168.0A CN102593336B (zh) 2011-01-17 2012-01-17 发光器件封装件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110004528A KR101740484B1 (ko) 2011-01-17 2011-01-17 발광소자 패키지 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120083080A KR20120083080A (ko) 2012-07-25
KR101740484B1 true KR101740484B1 (ko) 2017-05-26

Family

ID=46714599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110004528A KR101740484B1 (ko) 2011-01-17 2011-01-17 발광소자 패키지 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101740484B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102161272B1 (ko) * 2014-03-25 2020-09-29 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지
KR102487685B1 (ko) * 2015-11-10 2023-01-16 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치
KR102405129B1 (ko) * 2021-05-21 2022-06-07 제엠제코(주) 히트싱크 노출형 반도체 패키지 및 이의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009302587A (ja) * 2009-09-29 2009-12-24 Toshiba Corp 半導体発光装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009302587A (ja) * 2009-09-29 2009-12-24 Toshiba Corp 半導体発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120083080A (ko) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8987022B2 (en) Light-emitting device package and method of manufacturing the same
US7714342B2 (en) Chip coated light emitting diode package and manufacturing method thereof
KR100888236B1 (ko) 발광 장치
US7652306B2 (en) Light emitting diode package
KR101825473B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR101766299B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
US8368085B2 (en) Semiconductor package
KR20080095169A (ko) 열전도 효율이 높은 ｌｅｄ의 패키지 방법 및 구조체
US20150171282A1 (en) Resin package and light emitting device
US20080128738A1 (en) Light-emitting diode package structure
KR20120119395A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR20120094280A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US9209373B2 (en) High power plastic leaded chip carrier with integrated metal reflector cup and direct heat sink
US20140167078A1 (en) Lead frame and light emitting diode package having the same
EP3018720B1 (en) Light emitting device package
KR101018119B1 (ko) Ｌｅｄ 패키지
KR101740484B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
KR20120001189A (ko) 발광 다이오드 패키지
KR100954858B1 (ko) 고휘도 엘이디 패키지 및 그 제조 방법
KR20080058645A (ko) 발광 다이오드 패키지
KR100878398B1 (ko) 고출력 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
KR20120100626A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
KR20120060084A (ko) 광원 모듈
KR200456087Y1 (ko) 발광 다이오드의 개량된 패키지
KR20120104817A (ko) 발광소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant