KR200460752Y1 - 신뢰성이 개선된 발광 장치의 패키지 프레임 - Google Patents

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Abstract

발광 장치의 패키지 프레임은 프레임 바디와 컵을 포함한다. 프레임 바디는 베이스 및 다수의 연결 다리를 포함하고, 전면, 후면 및 후면 상에 형성된 그루브된 부분을 포함한다. 컵은 프레임 바디에 장착되고, 프레임 바디의 전면이 노출되고 컵에서 기능 부분을 정의하도록 컵에 정의된 공동(cavity)을 갖는다. 따라서, 땜납의 퍼짐이 용이하게 조절되어, 패키지 프레임의 열소성 영역이 증가되고, 패키지 프레임을 갖는 발광 장치의 동작의 신뢰성이 향상된다.

Description

신뢰성이 개선된 발광 장치의 패키지 프레임{LUMINOUS DEVICE PACKAGE FRAME WITH AN IMPROVED RELIABILITY}
본 고안은 패키지 프레임에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 그루브된 부분을 갖고 신뢰성이 개선된 발광 장치 패키지 프레임에 관한 것이다.
발명의 명칭이 "낮은 열저항 LED 패키지"인 대만 특허 제I277223호는 종래의 LED 패키지 구조를 개시한다. 도 11을 참조하면, '223 특허의 종래의 LED 패키지는 다수의 연결 다리 및 절연 물질(50)을 갖는 프레임 바디(40)를 포함한다. 프레임 바디(40)는 양극 리딩 프레임(42), 음극 리딩 프레임(44) 및 칩 캐리어(46)을 포함한다. 절연 물질(50)은 칩 장착 공간(52)를 형성하도록 프레임 바디(40)의 상부 및 둘레에 형성된다. 칩(60)은 칩 장착 공간(52)에 장착되고, 칩 캐리어(46)에 부착되고 리딩 프레임(42,44)에 와이어로 전기적으로 연결된다.
'223 특허의 종래의 프레임 바디(40)는, 납땜 처리된 인쇄 회로 기판과 같이, 기판과 연결되기 위한 평평하고 매끄러운 저면을 갖는다. 그러나, 땜납은 고온 조건에서 열화되고, 땜납에 의해 제공된 결합 효과는 감소될 것이다. 특히, 만약 종래의 프레임 바디(40)가 높은 동작 온도를 갖는 고전력 LED에 적용된다면, 땜납은 쉽게 열화되어 LED의 신뢰성이 저하된다. 따라서, '223 특허의 종래의 프레임 바디(40)는 저전력의 LED 패키지에 한해 적용 가능하고, 그 용도가 제한된다.
상기 결점들을 극복하기 위해, 본 고안은 전술한 문제점들을 완화시키거나 제거하는 패키지 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 주 목적은, 프레임 바디에 형성된 그루브된 부분을 갖는 발광 장치 패키지 프레임을 제공함으로써, 프레임 바디의 땜납 결합 성능을 개선하고, 용융된 땜납이 빠르게 흐르고 퍼지게 하여, 프레임 바디의 열소산 영역(heat-dissipating area)을 증가시켜 발광 장치의 동작의 신뢰성을 개선하는 것이다.
패키지 프레임은 프레임 바디 및 컵을 포함한다. 프레임 바디는, 베이스 및 다수의 연결 다리를 포함하고, 전면, 후면 및 후면 상에 형성된 그루브된 부분을 갖는다. 컵은, 프레임 바디 상에 장착되고, 프레임 바디의 전면이 노출되고 컵에 기능 부분을 정의하도록(define) 컵에 정의된 공동(cavity)을 갖는다.
이러한 배열에 따르면, 프레임 바디와 땜납 사이의 접촉면이 증가되고, 프레임 바디의 땜납 결합 성능이 개선된다. 발광 장치의 동작 중 고온 발생에 의해 땜납이 열화되는때 조차도, 프레임 바디에 의해 땜납에 제공되는 결합 효과 및 프레임 바디의 열소산 효과는 감소되지 않을 것이다. 또한, 그루브된 부분은 모세혈관 효과를 가져, 용융된 땜납이 그루브에서 빠르게 흐르고 퍼질 수 있으며, 프레임 바디 상에서 땜납의 퍼짐이 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 그루브된 부분의 배열에 의해, 프레임 바디의 열소산 영역이 증가되어 본 고안에 따른 패키지 프레임을 갖는 발광 장치의 열소산 효과를 향상시킨다. 따라서, 패키지 프레임은 고전력 또는 얇은 발광 장치에 적용될 수 있고, 용도가 다양하며, 발광 장치의 신뢰성이 개선된다.
본 고안의 다른 목적, 이점 및 신규한 특징은 첨부된 도면과 함께 이해할 때, 하기의 상세한 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 발광 장치를 위한 패키지 프레임의 제1 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 패키지 프레임의 다른 사시도이다.
도 3은 도 1의 3-3 선에 의한 패키지 프레임의 확대된 측단면도이다.
도 4는 본 고안에 따른 발광 장치를 위한 패키지 프레임의 제2 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5 내지 8은 본 고안에 따른 패키지 프레임의 그루브의 다른 실시예를 나타내는 확대된 측단면도이다.
도 9는 본 고안에 따른 발광 장치를 위한 패키지 프레임의 제3 실시예를 나타내는 측단면도이다.
도 10은 본 고안에 따른 발광 장치를 위한 패키지 프레임의 제4 실시예의 일부 섹션을 나타내는 사시도이다.
도 11은 종래기술에 따른 종래의 LED 패키지의 일부 섹션을 나타내는 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 발광 장치를 위한 패키지 프레임은 프레임 바디(10) 및 컵(20)을 포함한다. 프레임 바디(10)는 베이스(12) 및 베이스(12)로부터 확장된 다수의 연결 다리(14)를 포함한다. 바람직하게는, 패키지 프레임(10)이 얇은 디스플레이 또는 텔레비젼을 위한 얇게 만든 발광 장치에 적용되도록, 도시된 바와 같이, 연결 다리(14)는 베이스(12)에 비례하여 그로부터 수평적으로 확장된다. 또는, 패키지 프레임(10)이 상이한 디자인으로 발광 장치에 적용되도록, 연결 다리(14)는 베이스(12)에 비례하여 구부러질 수 있다. 프레임 바디(10)는 전면, 후면, 돌출부(122) 및 그루브된 부분(16)을 갖는다. 연결 다리(14)와 베이스(12)의 상부 면이 상이한 수평 레벨을 갖도록, 돌출부(122)는 베이스(12)와 대응되는 위치의 프레임 바디(10)의 전면 상에 그로부터 돌출되어 형성된다. 돌출부(122)의 배열에 의해, 베이스(12)는 연결다리(14)의 두께와는 상이한 두께를 가질 수 있다. 그루브된 부분(16)은 임의의 가능한 표면 조화 공정(roughening process), 예를 들어, 나이프 커팅(knife cutting), 프레싱 공정(pressing process) 또는 그와 같은 공정을 이용하여, 프레임 바디(10)의 후면 상에 형성된다. 그루브된 부분(16)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 후면의 일부분에 형성될 수 있고, 다수의 정사각형 또는 마름모 격자 무늬(rhombus grids)를 형성하도록 상호 교차된 다수의 그루브(162)들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 각 그루브(162)는 삼각형 형태의 단면을 갖는다.
컵(20)은 프레임 바디(10)의 전면의 둘레 및 상부에 장착되고, 반사하고, 프레임 바디(10)의 베이스(12)의 전면을 노출시키고 컵(20)에 기능 부분(22)을 정의하도록 컵(20)에 정의된 공동을 갖는다. 발광 칩, 예를 들어, LED 칩은 기능부(22)에 장착될 수 있고, 기능 부분(22)은 발광 장치의 패키지로 형성하도록 접착제 또는 인캡슐런트(encapsulant)로 채워질 수 있다. 또한, 연결 다리(14)는 컵(20)으로부터 노출 또는 돌출될 수 있다. 만약 패키지 프레임이 SMD(surface mounted device)에 적용되면, 각 연결 다리(14)는 컵(20)의 외부 표면과 함께 끝 표면 플러시(end surface flush)를 갖는다.
그루브된 부분(16)의 배열에 의해, 프레임 바디(10)와 땜납 간의 접촉 면적이 증가되어, 프레임 바디(10)의 땜납 결합 성능이 향상될 수 있다. 따라서, 패키지 프레임이, 납땜된 인쇄 회로 기판과 같이, 회로 기판에 안전하게 장착될 수 있다. 발광 장치의 동작 중 고온 발생에 의해 땜납이 열화되는 때 조차도, 프레임 바디(10)에 의해 땜납으로 제공되는 결합 효과 및 프레임 바디(10)의 열소산 효과는 감소되지 않을 것이다. 따라서, 본 고안에 따른 패키지 프레임을 갖는 발광 장치의 동작 수명이 연장될 수 있고, 발광 장치를 사용하는데 있어 신뢰성 또한 개선될 수 있다. 또한, 그루브된 부분(16)의 그루브(162)들은 모세혈관 효과를 가지므로, 납땜 공정이 수행되는 동안 용융된 땜납이 그루브(162)에서 빠르게 흐르고 퍼질 수 있다. 따라서, 프레임 바디(10) 상에서 땜납의 퍼짐이 용이하게 조절될 수 있다. 뿐만 아니라, 프레임 바디(10)의 후면 상의 그루브된 부분(16)의 배열에 의해, 본 고안에 따른 패키지 프레임을 갖는 발광 장치의 열소산 효과를 향상시키도록, 프레임 바디(10)의 열소산 영역이 증가된다. 따라서, 패키지 프레임은 고전력 발광 장치에 적용될 수 있고 용도가 다양하다.
도 4를 참조하면, 그루브된 부분(16A)은, 패키지 프레임이 상이한 땜납 및 기판 요구에 부합하도록, 프레임 바디(10A)의 후면의 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
도 5 내지 8을 참조하면, 그루브된 부분(16, 16A)의 그루브(162, 162A, 162B, 162C)는 삼각형, 물결형, 사각형, 사다리꼴 또는 다른 가능한 기하학적 형태의 단면을 가질 수 있다. 바람직하게, 각 그루브(162B, 162C)는, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 다양한 프레싱 공정에 의해, 적어도 하나의 리브(164B, 164C)와 함께 제공된 내면을 갖는다. 그루브(162B, 162C)에서 리브(164B, 164C)의 배열에 의해, 프레임 바디(10)와 땜납 사이의 접촉 면적이 증가되고, 땜납과의 결합 효과가 따라서 개선될 수 있다.
도 9를 참조하면, 프레임 바디(10B)는 후면에 정의되고 저면을 갖는 리세스(18)를 더 가질 수 있고, 그루브된 부분(16)은 리세스(18)의 저면에 형성된다.
도 10을 참조하면, 프레임 바디(10C)는 프레임 바디(10C)의 컵(20C)에 대응되는 위치에 정의된 다수의 결합 홀(19)들을 더 가질 수 있다. 컵(20C)은 프레임 바디(20C)의 결합 홀(19)들에 각각 홀드된 다수의 결합 포스트(26)를 갖는다. 따라서, 프레임 바디(10C)와 컵(20C) 간의 결합이 향상될 수 있다.
전술한 설명에서 본 고안의 다수의 특징 및 이점이 상기 고안의 구조 및 기능의 세부 사항과 함께 제시되었지만, 개시된 내용은 오직 설명을 위한 것이며, 세부 사항, 특히, 형태, 크기 및 부분들의 배열은 상기 발명의 원리 내에서 첨부된 청구항이 표현된 용어의 넓고 일반적인 의미에 의해 나타낸 전체 범위로 변경될 수 있다.

Claims (15)

  1. 베이스 및 다수의 연결 다리를 포함하고, 전면, 후면 및 후면 상에 형성된 그루브된 부분을 포함하는 프레임 바디; 및
    상기 프레임 바디 상에 장착되고, 상기 프레임 바디의 전면이 노출되고 컵에서 기능 부분을 정의하도록 컵에 정의된 공동을 갖는 컵
    을 포함하는 발광 장치의 패키지 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 바디는 후면에 정의되고 저면을 갖는 리세스를 더 구비하고;
    상기 그루브된 부분은 상기 리세스의 상기 저면에 형성된
    발광 장치의 패키지 프레임.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그루브된 부분은 상기 프레임 바디의 상기 후면의 일부분에 형성된
    발광 장치의 패키지 프레임.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그루브된 부분은 다수의 그루브들을 포함하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그루브된 부분의 상기 그루브들은 상호 교차된
    발광 장치의 패키지 프레임.
  6. 제5항에 있어서,
    각 그루브는 삼각형, 물결형, 사각형 또는 사다리꼴 형태의 단면을 구비하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  7. 제6항에 있어서,
    각 그루브는 적어도 하나의 리브(rib)와 함께 제공된 내면을 구비하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그루브된 부분은 상기 프레임 바디의 상기 후면 전체에 걸쳐 형성된
    발광 장치의 패키지 프레임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 그루브된 부분은 다수의 그루브들을 포함하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 그루브된 부분의 상기 그루브들은 상호 교차된
    발광 장치의 패키지 프레임.
  11. 제10항에 있어서,
    각 그루브는 삼각형, 물결형, 사각형 또는 사다리꼴 형태의 단면을 구비하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  12. 제11항에 있어서,
    각 그루브는 적어도 하나의 리브와 함께 제공된 내면을 구비하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프레임 바디는 상기 프레임 바디의 상기 컵에 대응되는 위치에 정의된 다수의 결합 홀들을 구비하고;
    상기 컵은 상기 프레임 바디의 상기 결합 홀들에 각각 홀드된 다수의 결합 포스트를 구비하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그루브된 부분은 다수의 그루브들을 포함하는
    발광 장치의 패키지 프레임.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 그루브된 부분의 상기 그루브들은 상호 교차된
    발광 장치의 패키지 프레임.
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