KR102282209B1 - 장착 조립체 및 조명 디바이스 - Google Patents
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Abstract
전기 디바이스, 특히 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 장착 조립체(10)가 개시된다. 장착 조립체(10)는 각각 상부 표면(24)과 하부 표면(28)을 갖는 적어도 2개의 금속 층(14, 16)을 포함하는 장착 요소(12)를 포함한다. 금속 층들 각각의 상부 표면에는 전기 디바이스에 대한 평면형 전기적 및 열적 접촉을 제공하기 위한 상부 접촉 패드가 형성된다. 금속 층들 각각의 하부 표면에는 장착 기판(34)에 대한 평면형 전기적 및 열적 접촉을 제공하기 위한 하부 접촉 패드가 형성된다.
Description
본 발명은 전기 디바이스, 특히, 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 장착 조립체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함하는 조명 디바이스에 관한 것이다.
조명 분야 및 특히 자동차 전조등(automotive front lighting) 분야에서는, 표준 필라멘트 기반 광원(standard filament-based light sources)에 비해 낮은 전력 소비 및 긴 수명 때문에 광원으로서 발광 다이오드를 사용하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 일반적으로 조명 디바이스의 사이즈를 감소시키기 위해 또한 광원으로서 LED를 갖는 조명 디바이스의 광 방출을 증가시키기 위해, LED의 전력 소비는 일정하게 유지시키면서 발광 다이오드 및 대응 패키지의 피처 사이즈(feature size)는 계속적으로 감소시킨다. 이런 연유로, 발광 다이오드 디바이스 및/또는 발광 다이오드 패키지를 작게 하는데, 이에 의해 발광 다이오드의 전력 밀도(power density)가 증가하고 더 많은 열이 소산(dissipate)된다. 따라서, 피처 사이즈는 작게 하되 전력 소산 특성들(power dissipation properties)은 향상시켜야 하는 요구가 지속적으로 증대된다. 이는, 결국, 예를 들어 세라믹을 사용해야 하는 바와 같이 기판 및 패키지의 비용을 증가시키고 기술적 노력도 증가시킨다.
집적 회로 또는 발광 다이오드의 전력 소산을 증가시키기 위해서, JP 2011-108998 A에서는 전기 전력을 소산시키기 위해 금속 리드 프레임(metal lead frame)에 층류로(laminar) 집적 회로 또는 발광 다이오드의 후면을 접속시키는 것을 제안하고 있는데, 여기서 집적 회로 디바이스 또는 발광 다이오드는 전면 측에서 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 접속된다. 이 패키지 개념의 단점은, 와이어 본딩의 기술적 노력이 증대되고 전기 디바이스의 전면 표면에서의 전기적 접촉 패드로 인해 발광 표면의 사이즈가 감소한다는 것이다.
US 2004/0245591에서는, 전기 디바이스, 특히, 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 장착 조립체를 개시한다. 이 장착 조립체는 2개의 금속 층을 갖는 장착 요소를 포함한다. 장착 요소의 상부 표면, 특히, 2개의 금속 층의 상부 표면 상에 전기 디바이스를 장착시켜, 전기 디바이스와 장착 요소 사이에 전기적 및 열적 접촉을 제공할 수 있다. 이 장착 조립체는 장착 요소에 의한 열 소산(heat dissipation)과 장착 요소에의 전기 공급을 제공하지 않는다.
따라서, 본 발명의 목적은 적은 기술적 노력으로도 피처 사이즈를 작게 하면서도 전력 소산이 향상되게 하는 장착 조립체 및 조명 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 한가지 양상에 따르면, 전기 디바이스, 특히 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 장착 조립체가 제공되는데, 이 장착 조립체는:
각각 상부 표면과 하부 표면을 갖는 적어도 2개의 금속 층을 포함하는 장착 요소와,
금속 층들 각각의 상부 표면에 형성되어 전기 디바이스에 대한 평면형 전기적 및 열적 접촉을 제공하기 위한 상부 접촉 영역 또는 상부 접촉 패드
를 포함하며,
금속 층들 각각의 하부 표면에 형성되는 하부 접촉 영역 또는 하부 접촉 패드 - 금속 층들은 금속 층들 사이에 서로 다른 거리를 형성하는 2개의 거리 부분을 포함하고, 상부 표면들의 거리는 하부 표면들의 거리보다 작음 - 와,
장착 기판
을 더 포함하며, 장착 요소의 하부 접촉 영역 또는 하부 접촉 패드는 장착 기판에 전기적 및 열적으로 접속된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 광을 방출하기 위한 발광 다이오드와 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 본 발명에 따른 장착 조립체를 포함하는 조명 디바이스가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시형태들은 종속 청구항들에서 규정된다.
본 발명은 전기 디바이스의 후면에 배치되어 히트 싱크에 전기 디바이스를 전기적으로 접속시킬 뿐만 아니라 전기 디바이스를 열적으로 접속시키기 위한 전기적 접촉부들(electrical contacts)을 사용하는 아이디어에 기초한다. 장착 요소가 전기 디바이스에 접속되는 2개의 금속 층을 포함하므로, 전기 디바이스 내에서 발생되는 전력을 전기적 및 열적 접촉부들을 통해 금속 층 내로 용이하게 소산시킬 수 있고 또한 일반적으로 장착 조립체의 장착을 위해 사용되는 PCB 기판 또는 세라믹 기판과 같은 장착 기판으로도 하부 접촉부들을 통해 용이하게 소산시킬 수 있다. 장착 기판은 전기 디바이스를 위한 히트 싱크를 형성한다. 따라서, 적은 기술적 노력으로도 전기 디바이스의 전력을 소산시킬 수 있고 전기 디바이스의 피처 사이즈를 더 감소시킬 수 있는데, 이는 전기적 접촉부들을 열적 접촉부들로서 활용하고 전기 디바이스의 후면에 배치하기 때문이다.
바람직한 실시형태에서, 하부 표면은 상부 표면의 반대편에 있는 금속 층들의 표면에 형성된다. 이렇게 함으로써, 피처 사이즈를 감소시킬 수 있고 전력 소산을 향상시킬 수 있는데, 이는 금속 층들의 반대 측에 열적 접촉부들이 배치되기 때문이다.
바람직한 실시형태에서, 하부 표면은 상부 표면에 평행하게 형성된다. 이렇게 함으로써, 피처 사이즈를 감소시킬 수 있는데, 이는 금속 층들을 리드 프레임으로서 형성할 수 있고 라미네이트 층들의 스택 내에 조립할 수 있기 때문이다.
바람직한 실시형태에서, 금속 층들은 금속 층들 사이에 형성된 갭에 의해 서로로부터 분리된다. 이렇게 함으로써, 적은 기술적 노력으로도 전기 디바이스에 대한 열적 및 전기적 접촉부들을 형성하는 전기적으로 분리되고 격리된 접촉부들을 형성할 수 있다.
금속 층들은 금속 층들 사이에 서로 다른 거리를 형성하는 2개의 거리 부분을 포함하는데, 금속 층들의 상부 표면들의 거리는 하부 표면들의 거리보다 작다. 이렇게 함으로써, 전기 디바이스의 전기적 접촉부들의 피치를 장착 기판의 상이한 피치 및/또는 접촉 거리에 적응시켜 어떠한 전기 디바이스의 작은 피처 사이즈 및 작은 피치 거리도 장착 기판의 표준 피치 및 피처 사이즈에 적응시킬 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 상부 접촉 영역 또는 상부 접촉 패드와 하부 접촉 영역 또는 하부 접촉 패드는 상부 표면 상에서 수직 관측 방향에서 제각기 중첩된다. 이렇게 함으로써, 제각기의 열적 접촉부들은 중첩되고 서로 작은 거리를 가지므로, 전기 디바이스로부터 장착 기판으로의 전력 소산이 더 증가될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 상부 표면 상에 전기 디바이스를 둘러싸는 유전체 층이 배치된다. 이렇게 함으로써, 전기 디바이스 패키지를 작게 형성할 수 있고 금속 판에 대한 캐리어를 형성하여 경질 하우징을 제공할 수 있게 된다.
다른 바람직한 실시형태에서는, 유전체 층의 상부 표면 상에 전기 디바이스를 둘러싸는 금속 층이 배치된다. 이렇게 함으로써, 장착 조립체의 강성도(stiffness)가 증가되어 전기 디바이스의 경질 하우징이 제공될 수 있게 된다.
바람직한 실시형태에서, 금속 층들은 금속 판들, 특히, 구리 금속 판들이다. 이렇게 함으로써, 금속 판의 큰 열 용량 덕분에, 특히, 구리의 높은 열 전도성 덕분에 전력 소산을 증가시킬 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 금속 층들은 210 내지 300 마이크로미터의 두께를 갖는다. 이렇게 함으로써, 장착 조립체의 피처 사이즈를 감소시킬 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 유전체 층은 유리 강화 에폭시 층에 의해 형성된다. 이렇게 함으로써, 적은 기술적 노력으로도 높은 열 안정성의 격리 층을 제공할 수 있다.
조명 디바이스의 바람직한 실시형태에서, 발광 다이오드는 발광 표면의 반대쪽에 있는 표면에 접촉 패드들을 포함하고, 접촉 패드들은 상부 접촉 영역 또는 상부 접촉 패드에 층류 접속된다. 이렇게 함으로써, 조명 디바이스의 피처 사이즈를 더욱 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 발광 다이오드의 전기적 및 열적 접촉부들을 발광 다이오드의 후면 표면에 배치하여 전체 전면 표면이 광을 방출하는데 사용될 수 있도록 하기 때문이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은, 전기 디바이스의 후면에 형성되는 전기적 접촉부들이 전기적 및 열적 접촉부들로서 작용하여 전기 디바이스 내에서 발생되는 열이 금속 층들 내로 소산될 수 있도록 하고 또한 접속된 장착 기판으로 더 소산될 수 있도록 하기 때문에 전력 소산이 향상되는 전기 디바이스를 위한 장착 조립체 또는 패키지 조립체를 제공한다. 따라서, 전기적 접촉부들이 전기 디바이스의 후면 표면에 형성되기 때문에 적은 기술적 노력으로도 전력 소산이 향상되고 전기 디바이스의 피처 사이즈가 감소될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 양상은 후술하는 실시형태(들)를 참조함으로써 명백하게 될 것이고 이해될 것이다.
도 1은 발광 다이오드를 포함하는 장착 조립체의 개략적인 단면도이고;
도 2는 도 1의 장착 조립체에 대한 분해도이며;
도 3a 및 도 3b는 장착 조립체의 실시형태들에 대한 단면도이며;
도 4는 발광 다이오드를 포함하는 장착 조립체의 투시도이며;
도 5a 및 도 5b는 장착 조립체의 실시형태들에 대한 투시도 및 분해도이다.
도 1은 발광 다이오드를 포함하는 장착 조립체의 개략적인 단면도이고;
도 2는 도 1의 장착 조립체에 대한 분해도이며;
도 3a 및 도 3b는 장착 조립체의 실시형태들에 대한 단면도이며;
도 4는 발광 다이오드를 포함하는 장착 조립체의 투시도이며;
도 5a 및 도 5b는 장착 조립체의 실시형태들에 대한 투시도 및 분해도이다.
도 1에는 일반적으로 10으로 표시된 전기 디바이스의 장착 및 접속을 위한 장착 조립체가 도시된다. 장착 조립체는 2개의 금속 층(14, 16)에 의해 또는 2개의 금속 판(14, 16)에 의해 형성되는 리드 프레임(12)을 포함한다. 금속 층(14, 16)은 상부 접촉 영역 또는 상부 접촉 패드에 의해 전기 디바이스(22)의 접촉 패드(18, 20)에 전기적으로 접속된다. 접촉 패드(18, 20)는 땜납과 같은 접속 재료(26)에 의해 리드 프레임(12) 또는 금속 층(14, 16)의 상부 표면(24)에 층류 접속된다. 리드 프레임(12) 또는 금속 층(14, 16)은 일반적으로 장착 조립체(10)의 장착을 위한 또한 장착 조립체(10)의 전기적 접속을 위한 인쇄 회로 기판(34)의 접촉 패드(30, 32)에 하부 접촉 영역 또는 하부 접촉 패드에 의해서 접속되는 하부 표면(28)을 갖는다. 하부 표면(28)은 땜납과 같은 접속 재료(36)에 의해 접촉 패드(30, 32)에 층류 접속된다. 유전체 층(38)은 리드 프레임(12)의 상부 표면(24)에 접속되어, 전기 디바이스(22)를 둘러싸고/둘러싸거나 전기 디바이스(22)를 적어도 부분적으로 수납(receive)한다. 유전체 층(38)은 입사 광을 반사시키기 위한 반사 층을 포함하는 상부 표면(40)을 갖는다. 유전체 층(38)은 전기 디바이스(22)를 위한 공동부(cavity)를 형성한다. 전기 디바이스(22)는 바람직하게는 광을 방출하기 위한 발광 다이오드(22)이다.
전기 디바이스(22)의 접촉 패드(18, 20)가 하부 접촉부로서 형성되어 리드 프레임(12)의 상부 표면(24)에 층류 접속되므로, 이 접속에 의해 양호한 열적 접촉이 형성되어 전기 디바이스(22)로부터 리드 프레임(12)의 금속 층(14, 16)으로 열적 전력(thermal power)이 소산될 수 있게 된다. 리드 프레임(12)의 금속 층(14, 16)이 인쇄 회로 기판(34)의 접촉 패드(30, 32)에 층류 접속되므로, 금속 층(14, 16)을 통해 인쇄 회로 기판(34)으로 열 에너지가 소산될 수 있어, 전반적인 전력 소산이 향상될 수 있게 된다. 따라서, 전기 디바이스(22)의 치수가 감소될 수 있으며, 전기적 성능이 일정하게 유지될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 리드 프레임(12)은 전기 디바이스(22)의 전기적 접속을 위해 또한 전기 디바이스(22)로부터 소산되는 전력에 대한 히트 싱크(heat sink)를 제공하기 위해 한 평면에 배치된 2개의 금속 층(14, 16)을 포함하는 패턴 리드 프레임으로서 형성된다. 패턴 리드 프레임(12)은 전기 디바이스(22)를 위한 복수의 독립적인 전기 접속을 제공하기 위해 2개의 금속 층(14, 16)보다 많은 금속 층을 포함할 수도 있음을 알아야 할 것이다.
금속 층(14)과 금속 층(16)은 거리 또는 갭에 의해 분리되어 금속 층(14)과 금속 층(16) 사이에 전기적 격리를 제공한다. 이러한 특정 실시형태에서, 금속 층(14, 16)은 견부(shoulder)(42) 또는 단차부(step)(42)를 갖는다. 견부(42) 또는 단차부(42)에 의해서, 상부 표면(24)에서의 금속 층(14)과 금속 층(16) 사이의 거리는 하부 표면(28)에서의 금속 층(14)과 금속 층(16) 사이의 거리보다 작다. 이들 상이한 거리에 의해, 전기 디바이스(22)의 접촉 패드들(18, 20) 및 인쇄 회로 기판(34)의 접촉 패드들(30, 32)의 상이한 피치가 서로 적응될 수 있다.
도 2는 도 1의 장착 조립체(10)에 대한 분해도이다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시되고, 여기서는 단지 차이점에 대해서만 상세히 설명한다.
금속 층(14, 16)은 금속 층(14, 16)의 반대 측에 서로 평행하게 형성되는 상부 표면(24)과 하부 표면(28)을 갖는다. 전기 디바이스(22)의 접촉 패드(18, 20)는 접촉 패드(18, 20)를 리드 프레임(12)에 전기적 및 열적으로 접속하기 위하여 접속 재료(26)에 의해 각 금속 층(14, 16)의 상부 표면(24)에 층류 접속된다. 금속 층(14, 16)의 하부 표면(28)은 금속 층(14, 16)이 인쇄 회로 기판(34)에 전기적 및 열적으로 접속되도록 접속 재료(36)에 의해 인쇄 회로 기판의 접속 패드(30, 32)에 층류 접속된다. 따라서, 전기 디바이스(22)의 전력 소산이 향상될 수 있는데, 그 이유는 접촉 패드(18, 20)를 열적 전력 소산을 위해 전기 디바이스(22)를 전기적으로 접속시키는데 사용해서 전기 디바이스(22)의 열적 전력이 소산될 수 있도록 하고 전기 디바이스(22)의 향상된 냉각이 실현될 수 있도록 하기 때문이다.
도 3a는 장착 조립체(10)의 실시형태를 도시한 것이다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시되고, 여기서는 단지 차이점에 대해서만 상세히 설명한다.
리드 프레임(12)은 한 평면 내에 배치되는 2개의 금속 층(14, 16)을 포함하고, 여기서 금속 층(14)과 금속 층(16) 간의 거리(d)는 상부 표면(24) 및 하부 표면(28)에서 동일하다. 상부 표면(24)에는 유전체 층(38)이 접속되어, 전기 디바이스(22)가 배치되는 공동부(44)를 형성한다. 거리(d)는 전기 디바이스(22)의 접촉 패드들(18, 20) 및 인쇄 회로 기판(34)의 접촉 패드들(30, 32) 간의 피치를 형성하고, 피치가 동일한 전기 디바이스(22) 및 인쇄 회로 기판(34)에 대해 이 리드 프레임(12)을 사용할 수 있다.
도 3b는 장착 조립체(10)의 다른 실시형태를 도시한 것이다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시되고, 여기서는 단지 차이점에 대해서만 상세히 설명한다.
한 평면 내에 배치되는 금속 층(14, 16)은 견부(42) 또는 단차부(42)를 포함하여, 금속 층들(14, 16)의 상부 표면들(24)이 제1 거리(d1)로 배치되도록 하고 금속 층들(14, 16)의 하부 표면들(28)이 제2 거리(d2)로 배치되도록 한다. 제1 거리(d1)를 제2 거리(d2)보다 작게 함으로써, (도 3b에는 도시하지 않은) 인쇄 회로 기판(34)의 접촉 패드(30, 32)의 큰 피치가 전기 디바이스(22)의 접촉 패드(18, 20)의 작은 피치에 대해 적응될 수 있다.
제2 리드 프레임(46)을 유전체 층(38)의 상부 표면(40)에 접속시켜 일반적으로 장착 조립체(10)의 기계적 강화를 제공하고, 여기서는 리드 프레임(46)의 상부 표면(48)에 장착 조립체(10)의 반사 기능을 제공한다. 따라서, 적은 기술적 노력으로도 장착 조립체(10)의 기계적 안정성이 제공되고, 장착 조립체(10)의 반사 기능은 상부 표면(48)에 의해서 제공된다. 리드 프레임(46)은 전기 디바이스(22)를 수납하기 위한 공동부(44)가 형성될 수 있도록 유전체 층(38)의 리세스(recess)와 동일하거나 유전체 층(38)의 리세스보다 큰 리세스 또는 개구부(opening)를 포함한다.
도 4에는, 장착 조립체(10)와 전기 디바이스(22)의 투시도가 개략적으로 도시된다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시되고, 여기서는 단지 차이점에 대해서만 상세히 설명한다.
금속 층(14, 16)은 전기 디바이스(22)에 의해 소산되는 열을 받아서 전도시키기 위한 금속 판(14, 16)으로서, 특히, 구리 판(14, 16)으로서 형성된다. 금속 판(14, 16)은 한 평면 내에 나란히 배치된다. 유전체 층(38)은 금속 층(14, 16)의 상부 표면(24)에 층류 접속되어, 전기 디바이스(22)가 배치되는 공동부(44)를 형성한다. 유전체 층(38)은 바람직하게는 유리 강화 에폭시 층(glass reinforced epoxy layer) 또는 폴리이미드 유전체 층(polyimide dielectric layer)에 의해 형성되며, 여기서 상부 표면(40)은 일반적으로 입사 광을 반사시키고 리드 프레임(12)을 보호하기 위해 백색 반사 층 및/또는 보호 층을 포함한다. 금속 층(14, 16)은 전기 디바이스(22)의 전력 소산에서의 피크들(peaks)을 보상하도록 양호한 열 전도성 및 큰 열 용량을 제공하기 위해 바람직하게는 210 내지 300 마이크로미터의 두께를 갖는다. 전기 디바이스(22)는 세라믹 캐리어(54)에 접속되는 LED 유닛(50) 및 TVS 다이오드(52)를 포함하며, 세라믹 캐리어(54)는 공동부(44) 내에 배치되고 금속 층(14, 16)에 접속되어 LED 유닛(50) 및 TVS 다이오드(52)가 리드 프레임(12)에 전기적 및 열적으로 접속되도록 한다.
도 5a는 장착 조립체(10)의 실시형태에 대한 투시도이다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시되고, 여기서는 단지 차이점에 대해서만 상세히 설명한다.
장착 조립체(10)는 유전체 층(38)과 구리 층으로 형성되는 리드 프레임(46)을 포함하며, 여기서는 2개의 공동부(44 및 56)가 유전체 층(38) 및 리드 프레임(46) 내에 형성되어 LED(50)와 TSV 다이오드(52)를 수납한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 장착 조립체(10)의 분해도이다. 금속 층들(14, 16)은 거리를 두고 분리되는데, 여기서는 단차부(42)가 금속 층들(14, 16) 각각에 형성되어 금속 층들(14, 16)의 상부 표면들(24)이 제1 거리(d1)만큼 분리되고 하부 표면들(28)이 제2 거리(d2)만큼 분리되도록 한다. 금속 층(14)과 금속 층(16) 사이의 슬릿(slit) 또는 거리 내에는 격리 요소(58)가 배치되어 PCB 기판(34)에 대한 리드 프레임(12)의 접속으로부터 땜납이 금속 층(14)과 금속 층(16) 사이의 갭 내로 흘러 들어가지 못하게 해서 단락 회로가 방지되도록 한다. 격리 요소(58)는 충전(filling) 또는 밀봉(sealing)으로서 형성된다.
따라서, 기술적 노력 및 비용을 적게 들이고도 상이한 층들을 서로 라미네이트하여 장착 조립체(10)가 제공되도록 할 수 있다.
본 발명을 도면에 도시하고 위 설명에서 상세히 설명했으나, 이러한 도시 및 설명은 예시적이고 대표적인 것에 불과하고 제한적인 것은 아니라고 생각되므로, 본 발명이 개시된 실시형태들에 국한되는 것은 아니다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 청구 발명을 실시함에 있어서, 개시된 실시형태들에 대한 다른 변형을 도면, 개시내용 및 첨부된 청구범위의 연구를 통해 알 수 있을 것이고 구현할 수 있을 것이다.
청구 범위에서, "포함하는"이란 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니며, 단수 표현은 복수 표현을 배제하는 것이 아니다. 단일 요소 또는 다른 유닛이 청구범위에 기재된 여러 항목의 기능들을 충족시킬 수도 있다. 특정 수단을 서로 다른 종속항에 기재했다는 사실만으로, 그들 수단을 조합하여 유리하게 사용할 수 없다고 해석해서는 안 된다.
청구범위의 어떠한 참조 부호도 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Claims (14)
- 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 장착 조립체(mounting assembly)(10)로서:
각각 상부 표면(24)과 하부 표면(28)을 갖는 적어도 2개의 금속 층(14, 16)을 포함하는 장착 요소(mounting element)(12)와,
상기 발광 다이오드에 대한 평면형 전기적 및 열적 접촉(planar electrical and thermal contact)을 제공하기 위한 상기 금속 층들 각각의 상부 표면에 있는 상부 접촉 영역(top contact area) 또는 상부 접촉 패드(top contact pad)
를 포함하며,
상기 금속 층들 각각의 하부 표면에 형성되는 하부 접촉 영역(bottom contact area) 또는 하부 접촉 패드(bottom contact pad) - 상기 금속 층들은 상기 금속 층들 사이에 서로 다른 거리(d1, d2)를 형성하는 2개의 거리 부분을 포함하며, 상기 상부 표면들의 거리(d2)는 상기 하부 표면들의 거리보다 작음 - 와,
장착 기판(34)
을 더 포함하며, 상기 장착 요소의 상기 하부 접촉 영역 또는 상기 하부 접촉 패드는 상기 장착 기판에 전기적 및 열적으로 접속되고,
상기 상부 접촉 영역 또는 상부 접촉 패드와 상기 하부 접촉 영역 또는 하부 접촉 패드는 상기 상부 표면 상에서 수직 관측 방향(vertical viewing direction)에서 제각기 중첩되는 장착 조립체. - 제1항에 있어서, 상기 하부 표면은 상기 상부 표면의 반대쪽에 있는 상기 금속 층들의 표면에 형성되는 장착 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 상부 표면에 평행하게 하부 표면이 형성되는 장착 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 층들은 상기 금속 층들 사이에 형성된 갭(d)만큼 서로로부터 분리되는 장착 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 층들 사이의 갭 내에는 격리 요소(58)가 배치되는 장착 조립체.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 상부 표면 상에는 상기 발광 다이오드를 둘러싸는 유전체 층(38)이 배치되는 장착 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 유전체 층의 상부 표면 상에는 상기 발광 다이오드를 둘러싸는 제2 금속 층(46)이 배치되는 장착 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 층들은 금속 판들인 장착 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 층들은 210 내지 300 마이크로미터의 두께를 갖는 장착 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 유전체 층은 유리 강화 에폭시 층에 의해 형성되는 장착 조립체.
- 광을 방출하기 위한 발광 다이오드(50)와, 상기 발광 다이오드의 장착 및 접속을 위한 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에서 청구하는 바와 같은 장착 조립체(10)를 포함하는 조명 디바이스.
- 제12항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 발광 표면의 반대쪽에 있는 표면에 접촉 패드들(18, 20)을 포함하고, 상기 접촉 패드들은 상기 상부 접촉 영역 또는 상기 상부 접촉 패드에 층류(laminar) 접속되는 조명 디바이스.
- 삭제
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DE102014212455A1 (de) * | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Diode mit einem plattenförmigen Halbleiterelement |
TWI820026B (zh) * | 2017-06-21 | 2023-11-01 | 荷蘭商露明控股公司 | 具有改善的熱行為的照明組件 |
DE102018123031A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Bauelement und herstellungsverfahren für ein bauelement |
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DE102021110089A1 (de) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur herstellung eines bauteils mit kavität und bauteil mit kavität |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010021374A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Hitachi Cable Ltd | 半導体パッケージ |
JP2010212352A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置用基板及び発光装置並びにそれらの製造方法、並びに、発光モジュール |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3991624B2 (ja) * | 2001-06-26 | 2007-10-17 | 日亜化学工業株式会社 | 表面実装型発光装置及びその製造方法 |
CN1464953A (zh) * | 2001-08-09 | 2003-12-31 | 松下电器产业株式会社 | Led照明装置和卡型led照明光源 |
JP3910171B2 (ja) * | 2003-02-18 | 2007-04-25 | シャープ株式会社 | 半導体発光装置、その製造方法および電子撮像装置 |
TW594950B (en) * | 2003-03-18 | 2004-06-21 | United Epitaxy Co Ltd | Light emitting diode and package scheme and method thereof |
TWI269423B (en) * | 2005-02-02 | 2006-12-21 | Phoenix Prec Technology Corp | Substrate assembly with direct electrical connection as a semiconductor package |
JP2007194525A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置 |
KR101488448B1 (ko) * | 2007-12-06 | 2015-02-02 | 서울반도체 주식회사 | Led 패키지 및 그 제조방법 |
KR20110008550A (ko) * | 2009-07-20 | 2011-01-27 | 삼성전자주식회사 | 발광 소자 및 그 제조 방법 |
JP2011108998A (ja) | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Toppan Printing Co Ltd | Led発光素子用リードフレーム |
JP2011187552A (ja) | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光装置 |
CN102804428B (zh) | 2010-03-30 | 2016-09-21 | 大日本印刷株式会社 | Led用引线框或基板、半导体装置和led用引线框或基板的制造方法 |
JP2013033909A (ja) | 2011-06-29 | 2013-02-14 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子搭載用基板及びledパッケージ |
JP5818149B2 (ja) * | 2011-09-09 | 2015-11-18 | 大日本印刷株式会社 | 樹脂付リードフレーム、半導体装置、照明装置、樹脂付リードフレームの製造方法および半導体装置の製造方法 |
CN103367619B (zh) * | 2012-03-30 | 2015-12-02 | 光宝电子(广州)有限公司 | 金属支架结构及发光二极管结构 |
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KR101997247B1 (ko) * | 2012-11-14 | 2019-07-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010021374A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Hitachi Cable Ltd | 半導体パッケージ |
JP2010212352A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置用基板及び発光装置並びにそれらの製造方法、並びに、発光モジュール |
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