KR20060088942A - 측면발광형 발광다이오드 패캐지 - Google Patents

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Abstract

발광다이오드 소자의, 가능한의 박형화를 달성하면서 방열성능을 높일 수 있도록 된, 측면발광형 플라스틱 패키지가 개시되어 있다.
개시된 패키지는 리드프레임에 발광다이오드 소자를 실장하고 와이어 본딩을 할 본딩부(칩본딩패드와 와이어본딩패드)를 도피하여 광 반사 및 집광 컵을 이루도록 캐비티 형 플라스틱 몸체를 형성한 선-성형 플라스틱 패키지로서, 상기 플라스틱 몸체는 사각 막대형상으로, 발광 창으로서 리드프레임의 상기 본딩부를 노출하여 캐비티를 이루는 정면과; 리드프레임의 최저면을 노출하는 배면과; 금형으로 정의된 경사면을 이루는 세 측면과; 보드 실장 면과 접하는 면으로 쏘우(saw) 절단에 의해 정의되는 편평면을 이루는 하나의 측면을; 포함함을 특징으로 한다.
또한 상기 플라스틱 패키지 몸체에 대해 리드프레임에 의한 리드 배치는 상기 캐비티 내의 와이어 본딩 만을 위한 와이어 본딩 패드의 연장으로서, 상기 플라스틱 몸체의 배면과 절단면에 접하여 노출되는 단순 전기적 단자인 단순 리드와; 캐비티 내부의 발광다이오드 칩을 실장하는 칩본딩패드의 연장으로서, 플라스틱 패키지 몸체의 장축의 양 측면 밖으로 돌출되는 방열 역할을 겸하는 전기적 단자인 다목적 리드를; 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

측면발광형 발광다이오드 패캐지 {Side view type LED package}
도 1은 종래의 측면발광형 발광다이오드 패키지의 일실시예의 사시도 이다. 도 2는 종래의 측면발광형 발광다이오드 패키지의 다른 일실시예의 사시도 이다.
도 3과 도 4는 쏘잉(sawing) 절단 방법으로 패키지를 개별화는 일반적인 과정을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 일실시예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지를 실현하기 위한 리드프레임을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지를 구현하기 위한 플라스틱 몸체를 도시하고 구성하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 8과 도 9는 칩과 와이어를 본딩하는 단계에서 칩 배치와 본딩에 의한 핀 아웃 (Pin-out), 즉 단자 구성에 따른 실시예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 다른 일실시예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 다른 일실시예를 실현하기 위한 리드프레임을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 실현하기 위한 리드프레임을 도시한 것이다.
도 14은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 도시한 것이다.
도 15은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 실현하기 위한 리드프레임을 도시한 것이다.
도 16은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 도시한 것이다.
도 17는 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 실현하기 위한 리드프레임을 도시한 것이다.
도 18은 도 16에 의한 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지 어레이를 도시한 것이다.
본 발명은 발광 다이오드 소자의 측면 발광형 플라스틱 패키지에 관한 것으로, 상세하게는 리드프레임에 발광다이오드 칩을 실장하기 전에 집광 및 광반사를 위한 캐비티형 플라스틱 몸체를 선-성형하고, 박형화 및 정교한 실장을 위해 보드 실장 면은 쏘우(Saw)절단 면으로 이루고, 방열 성능을 향상하기 위해 리드프레임의 칩본딩 패드를 더 연장하여 플라스틱 패키지 몸체 밖으로 돌출되게 하면서 실장 보드면에 접하게 하고, 발광다이오드 칩을 금속 공융점 본딩 (Eutectic Bonding)하기 위한 열전달을 용이하게 리드프레임의 최 저면을 플라스틱 몸체 배면에 노출하고, 적/녹/청 삼원광 칩을 다 포함하는 것과 같이 다수 칩의 실장이 가능한 리드 배치 구조를 갖고, 상술의 구조를 충족하기 위해 통상보다 가능한 후판 소재의 리드프레임을 적용하는 측면 발광형 플라스틱 패키지에 관한 것이다.
측면발광형 발광 다이오드 패키지는 도 1에 도시한 것과 같이 한 개의 발광다이오드 소자를 실장하는 경우와 도2와 같이 적/녹/청 삼원광 칩을 다 포함하는 다수의 칩을 실장하는 경우를 종래 기술에서 찾아 볼 수 있다.
도 1은 리드프레임에 발광다이오드 실장과 와이어 결선을 하기 위한 본딩부를 도피하여 집광 및 광반사를 위한 캐비티(11)를 형성하도록 플라스틱 몸체를 선-성형한 구조이다. 상기 플라스틱 몸체(10)는 발광창으로서 캐비티(11)를 두고 캐비티 저면에는 리드프레임의 상기 본딩부를 노출하도록 한 정면과 리드프레임을 매몰하고 플라스틱을 주입한 케이트 부의 흔적을 있는 배면과 플라스틱 성형 후 몰드에서 쉽게 패키지를 인출하기위해 약간의 경사면을 이룬 상하 좌우의 네 측면을 포함하여, 육 면이 모두 몰드에 의해 정의된 형태이다.
전기적 단자로서 리드(12)는 상기 플라스틱 몸체의 좌우 측면으로 뻗어 나오도록 하고 금형에 의한 자르고 굽히는 다단계 과정을 거쳐 보드 실장면 즉, 하부 측면에 평행하여 접하도록 하였다. 상기 리드프레임은 리드(12)를 금형으로 자르고 굽히는 단계 등을 고려하여 비교적 얇은 두께의 것을 적용한다.
여기서 리드(12)를 굽히는 과정에 물리적인 힘은 박형화를 위해 가능한 얇게 성형한 플라스틱 몸체에 미세 틈을 발생시키고 변형을 야기할 수도 있으며, 굽힌 리드(12)에 의한 패키지 전체의 두께 증가 뿐 만 아니라 리드 굽힘의 재현 정도에 따라 패키지 두께 공차와 실장면의 수평유지에 영향을 미친다.
측면발광형 발광 다이오드 패키지는 소형 액정 디스플레이의 백라이트의 광원으로서 액정 패널 아래 놓이는 도광판 측면에서 조사되어 도광판의 확산 굴절 역할을 통해 액정 패널을 밝힌다.
상기 도광판은 점광원인 발광 다이오드의 발산 광을 액정 패널에 암부나 휘선이 발생하지 않게 균일하게 광을 퍼뜨리면서 수직으로 방출해야 하는데, 이를 위해 도광판은 발광다이오드 패키지의 광 지향특성에 맞추어 발광다이오드 패키지가 접하는 입광부에 특별한 광 확산 및 반사 패턴을 가진다. 따라서 발광다이오드 패키지는 기울어짐이나 비틀어짐이 없이 정해진 위치와 각도로 실장 되어야만 하며 리드를 굽히는 재현성은 매우 중요하다.
한편, 상기 플라스틱 몸체의 배면(10)은 리드프레임의 노출이 없이 몰드로 플라스틱 수지가 주입된 게이트 자국을 포함하여 플라스틱으로만 이루어진 요철 면이기 때문에, 리드프레임의 본딩부에 발광다이오드 칩을 유테틱 본딩을 하기위한 공정 온도의 전달이 어려워 그 적용이 상당히 어렵다.
유텍틱 본딩은 발광다이드 칩 배면의 금속 증착물을 녹여 리드프레임에 부착하는 칩본딩 공정으로 도전성 에폭시 접착제를 개입하여 칩을 본딩한 경우 보다 열저항을 월등히 줄임으로써 발열이 많은 발광다이오드 소자의 성능 안정에 매우 중요하다.
도 2는 종래 발광다이오드용 측면발광형 패키지의 다른 일 실시예를 도시한 것이다.
도 1의 패키지와 비슷한 구조와 방법으로 플라스틱 패키지 몸체를 구성하지만, 다수의 칩을 실장하기 위해 실장되는 칩 수와 비례하여 리드프레임은 여러 개의 본딩부로 나누어 지고 리드 수가 증가한다. 여기서 측면발광형 패키지의 구성 조건상 증가한 외부단자로서 리드(23)는 플라스틱 패키지(20)의 보드실장면인 하부 측면으로 인출할 수밖에 없다. 또한 박형의 플라스틱 몸체(20)를 위해 캐비티(21) 벽이 매우 얇기 때문에 여러 개로 나누어 진 본딩부는 안전한 물리적 고정을 위해 플라스틱 몸체(20) 내에서 가능한 넓은 면적으로 퍼뜨려야 하지만, 플라스틱 몸체 밖으로 인출되는 리드(23)는 플라스틱 몸체(20)와 리드프레임과의 접착 계면의 기밀성 유지를 위해 플라스틱 몸체 안에서 가능한 얇게 빠져나오게 할 수 밖에 없다.
따라서 다수 칩의 적용에 따른 상대적으로 축적되는 발열량, 작아진 칩본딩패드, 그리고 가능한 가늘게 인출되어 져야하는 리드(23)로 인해 방열 장애가 생기며 발광다이오드 칩의 성능 및 신뢰성에 악영향을 미친다.
도 3과 4는 쏘잉 절단 방법으로 패키지를 개별화는 일반적인 과정을 도시한 것이다.
도3은 패키지의 네 측면 절단하여야 하는 경우의 패키지와 전체 배열 구조이다. 접착 필름에 패키지 에레이(array)를 부착 고정하고 먼저 일 방향으로 두 면 을 자른 다음 상기 일 방향의 수직방향으로 나머지 두면을 자른다.
먼저 일 방향으로 각 측면을 자를 때 패키지 에레이는 전체 면에서 개개의 바(Bar)로 접착 필름에 남게 되고 다시 수직으로 자를 때 쏘우 브레이드로부터 가해지는 미는 힘에 의해 약간씩 밀리며 목표 절단선을 이탈하여 잘릴 수도 있다.
또한 절단 중에 접착 필름도 부분적으로 잘리는 것과 절단시 마찰열에 의한 필름의 신축성 변화로 절단선이 약간씩 틀어질 수도 있다. 이러한 문제는 측면발광형 발광다이오드 패키지와 같이 매우 작은 패키지일 경우 제품의 품질에 심각한 영향을 준다.
또한 쏘우 절단 방법은 패키지를 소형화하고 리드의 툴링(Tooling)에 의한 물리적 충격을 제거하여 패키지의 기밀성을 높이는 목적으로 도입되지만 공정 시간이 길고 쏘우 브레이드의 마모에 의한 잦은 교체로 경제적 부담이 있다.
도 4는 패키지의 두 측면만을 절단하는 경우의 패키지와 패키지의 에레이를 도시한 것이다. 이는 전자 보다 상기 문제를 개선하지만 큰 차이는 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패키지의 박형 유지 또는 더 박형화를 이루고, 방열 성능을 더욱 개선하며, 유테틱 칩 본딩 공정을 용이하게 하고, 쏘잉에 의한 개별화 공정의 문제점을 개선 및 간편하게 하고, 보드실장 시 삐틀어짐이나 기울어짐을 없도록 보드실장 품질을 개선하고, 기밀성에 대한 신뢰성을 향상한 플라스틱 선-성형의 측면발광형 발광다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 적/녹/청 삼원광 칩을 다 포함하는 것과 같이 다수 칩을 한 패키지 안에 실장하면서 좌우 대칭적 패키지 구조를 이루고 상기 목적이 수행된 측면발광형 및 상부발광형을 겸할 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 발광다이오드 소자의 측면발광 플라스틱 패키지는, 리드프레임에 발광다이오드 칩을 실장하고 와이어 본딩을 할 본딩부를 도피하여 광 반사 및 집광 컵을 이루도록 캐비티 형 플라스틱 몸체를 형성한 선-성형 플라스틱 패키지로서, 상기 플라스틱 몸체는 사각 막대형으로, 발광 창으로서 리드프레임의 상기 본딩부를 노출하여 캐비티를 이루는 정면과; 리드프레임의 최 저면을 노출하는 배면과; 몰드로서 정의되는 경사면을 이루는 세 측면과; 보드 실장 면과 접하는 면으로 쏘우 절단에 의해 정의되는 편평 면을 이루는 하나의 측면을; 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서 상기 플라스틱 패키지 몸체에 대하여 리드프레임에 의한 리드 배치는, 상기 캐비티 내의 와이어 본딩 만을 위한 리드프레임의 와이어 본딩 패드의 연장으로서, 상기 플라스틱 패키지 몸체의 배면과 절단면에 접하여 노출되는 단순 전기적 단자인 단순 리드와; 캐비티 내부의 발광다이오드 칩을 실장하는 리드프레임의 칩본딩패드의 연장으로서, 플라스틱 패키지 몸체의 장축의 양 측면 밖으로 돌출되는 방열 역할을 겸하는 전기적 단자인 다목적 리드를; 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 리드프레임에 의한 리드 배치가 또 다른 형태의 것으로, 상기한 리드 배치 중에, 배면과 절단면에 국한하여 접하고 노출되는 리드가 전혀 없는 대신에, 상기 칩본딩패드를 좌우로 2 분할하여 그 하나를 와이어 본딩을 위한 패드로 할애하고 그 연장을 단순 전기 단자로의 단순 리드로 적용한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 플라스틱 몸체가 또 다른 형태를 갖는 것으로, 상기 플라스틱 패키지 몸체의 상하좌우의 네 측면 중 쏘잉 절단면을 하나 더 더하여 상하 두 측면을 절단면으로 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 패캐지 몸체의 배면을 실장면으로 하여 상부발광형 패키지로 겸할 수 있도록 배면에 노출된 단순리드와 좌우 측면으로 연장된 다목적 리드의 저면이 상기 패키지 몸체 배면과 동등 수준임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 플라스틱 몸체와 리드 배치에 대하여 적용하는 발광다이오드 칩의 조합이나 목표하는 구동방법에 따라, 리드프레임에 의한 칩본딩 패드, 와이어 본딩 패드, 그리고 리드의 세부적인 배치가 달라지며, 이러한 변화에 대한 본 발명의 구성은 가능한 좌우 대칭을 유지하는 기조로 이루어진다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다양한 측면발광형 발광다이오드 패키지를 구현 방법을 포함하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따라 한개 이상의 발광 다이오드 칩을 각각 실장하는 경우별로, 개별구동, 직렬구동, 그리고 병렬구동을 하는 다양한 배치 방법에 따라 각각에 대 응하는 패키지를 생성할 수 있으며, 상기 실장되는 발광 다이오드 칩은 일색의 동일 파장대 칩만의 단일구성 또는 여러 파장대의 여러 색의 복합 구성으로도 할 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 일실시예를 도시한 것이다.
도면은 적/녹/청 삼원광 칩을 다 포함하는 것과 같이 서로 다른 전기적 구동조건을 가지는 3 종의 칩을 개별 구동하기 위한 최소 6단자가 요구되는 본 발명에 따른 측면발광 패키지를 나타낸다.
여기서 리드 배치에 대한 패키지의 대칭성을 감안하여 특정의 1종 칩에 대해서는 한개 칩을 더 추가하여 2개 칩으로 전체적으로 4개 칩을 포함하고 패키지 외부로 들어나는 단자 수는 7개가 되게 한다.
3종의 칩에 대한 패키지 내 배치는 삼종의 칩을 모두 구동하여 백색광을 구현하기에 가장 이상적인 적/녹/녹/청의 배치하는 것이 바람직한 실시 예다.
상기 패키지(50)는 리드프레임에 발광다이오드 소자를 실장하고 와이어 본딩을 할 본딩부(52,53)를 도피하여 광 반사 및 집광 컵을 이루도록 캐비티 형 플라스틱 몸체(51)를 형성한 선-성형 플라스틱 패키지이다.
상기 플라스틱 몸체(51)는 사각 막대형으로 발광 창으로서 리드프레임(60)의 상기 본딩부(52,53)를 노출하여 캐비티(55)를 이루는 정면(51a)과, 리드프레임(60)의 최저면을 노출하는 배면(51b)과, 몰드로 정의된 경사면을 이루는 세 측면(51c,51d)과, 보드 실장면과 접하는 면으로 쏘우 절단에 의해 정의되는 편평면을 이루는 하나의 측면(51e)을 포함한다.
또한, 박형화와 방열성능을 높이기 위해 상기 플라스틱 패키지 몸체(51)에 대해, 캐비티(55) 내의 와이어 본딩을 위한 리드프레임의 와이어 본딩패드(52)의 연장으로 상기 프라스틱 몸체의 배면(51a)과 절단면(51e)에 국한하여 접하고 노출되는 전기적 단자로서 5개 단순 리드(56), 캐비티 내부에서 3종 4개의 칩을 모두 실장하는 하나로 연결된 칩본딩패드 바(54), 그리고 상기 칩본딩패드 바(54)의 연장으로서 플라스틱 패키지 몸체의 좌우 양 측면(51c) 밖으로 돌출되어 방열패드 및 전기적 단자를 겸하는 2개 다목적 리드(57)를 포함한다.
도 6은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지를 실현하기 위한 리드프레임을 도시한 것이다.
상기 리드프레임(60)은 일정 간격으로 일렬 배치된 5개의 단순 리드(56), 상기 리드를 도피하여 리드사이에 4개의 칩 본딩패드(53)를 마련하고 서로 이어 놓은 톱니 모양의 칩본딩 패드 바(bar:54), 상기 칩본딩 패드 바(54)에서 좌우측으로 연장한 전기단자 및 방열패드 겸용의 두개의 다목적 리드(57), 그리고 상기 5개 단순리드(56)와 2개의 다목적 리드(57)를 한 라인에 고정하도록 상기 칩본딩패드 바(54)와 평행하여 일정간격 아래에 형성된 섹션바(59)로 최소한 구성을 한다.
여기서, 패키지의 프라스틱 몸체(51)를 성형시 상기 리드프레임(60)과의 접착에 따른 기밀성을 높이기 위해, 상기 칩본딩 패드 바(54)의 배면은 두개의 다목적 리드(57) 부분을 제외한 부분까지 모두 리드프레임 두께의 반 두께로 눌리거나 반식각 되어지고, 상기 다섯 개의 단순 리드(56)도 같은 목적으로 외부 단자로서 패키지 배면에 노출되는 부분을 제외한 와이어 본딩 영역의 배면이 반눌림 또는 반식각된다.
또한 방열과 유테틱 본딩에 도움이 되도록, 배면이 반눌림 또는 반식각된 각각의 상기 칩본딩 패드 바(54)의 배면에 온전한 두께로 남아 있는 아일랜드(island: 58)를 둘 수도 있다.
도 7은 상기 패키지(50)를 구현하기위한 패키지의 플라스틱 몸체(51)를 도시하고 구성하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
상기 패키지를 구현하기위한 플라스틱 몸체(51)는 상기한 구조의 리드프레임(60)에 대해 온전한 두께의 리드프레임 배면을 모두 노출하고, 두 다목적 리드(57)의 상면과 외측 측면 노출하고, 칩본딩패드(53)와 와이어본딩패드(52)부를 포함하는 본딩패드부(52, 53)의 상부를 캐비티(55) 내에 노출하도록, 그리고 두 다목적 리드 사이에서 아래로는 최소한 섹션바(59)에서 부터 다섯 개의 단순 리드(56)를 덮고 위로는 칩본딩패드바(54)의 측면까지 덮으면서 가능한 얇게 상기 캐비티 벽을 형성하도록 선-성형한다.
본 발명의 측면발광형 패키지의 조립 방법은 상기 선 성형 패키지의 캐비티내 상기 본딩부(52,53)에 칩을 실장하고 와이어 본딩을 하는 단계, 상기 캐비티(55)를 액상의 투명 봉지재를 채우고 경화하 단계, 그리고 도 7에 표시한 것과 같은 절단선(61)을 따라 쏘잉하여 패키지를 개별화 하는 단계를 포함한다.
한편, 본발명의 패키지가 측면발광형 패키지로 쏘우 절단면을 보드 실장면 으로 함으로서 쏘우 절단의 편평면은 보드 실장면에 일치하여 최대한 밀착되고 재 현성 있게 수평을 유지한다.
쏘우 절단으로 드러난 리드의 절단면과 배면으로 이어지 단순리드(56)의 노출면은 솔더 크림이 필렛(fillet)을 형성하면서 안정감 있게 솔더링(soldering) 되게 한다. 그리고 양 측면의 다목적 리드(57)는 보다 넓은 면적으로 강하게 솔더링되어 솔더링시 패키지(50)의 틀어짐을 막는다.
또한 이를 통해 발광다이오드 칩에서 발생한 열을 효과적으로 실장보드로 배출한다. 이러한 열 방출을 보다 효과적으로 하기위해 칩본딩패드(53) 배면에 아일랜드(58)를 패캐지 실장면으로 연장하여 함께 솔덩링되게 할 경우 열 방출은 더욱 효과적이다.
도 8와 9는 상기 조립 단계 중 칩과 와이어를 본딩하는 단계에서 칩 배치와 본딩에 의한 핀 아웃 (Pin-out), 즉 단자 구성에 따라 가장 상업성이 있는 실시 예를 나타내었다.
도 8은 다음 삼원광의 발광 다이오드 칩을 적/녹/녹/청 순서에 따라 배치하고 제2 및 제 3리드를 적색 칩(81)의 와이어 본딩에 할당하고, 제4 리드와 칩본딩 패드 (즉, 제1, 7리드)를 두 녹색 칩(82)의 병렬연결에 할애하고, 나머지 제 5, 6 리드를 청색 칩(83)에 할애하면 적/녹/청의 3종의 칩이 개별 구동할 수 있는 풀 칼라 ( full color) 측면발광형 발광다이오드 패키지가 된다.
여기서 칩의 색깔별 배열하고 무관하게 삼색 중 두개의 칩으로 강조되는 색의 칩은 가운데서 서로 인접하여 놓아야만 하고 상기 두 칩은 그 가운데에 위치한 제 4리드와 패키지 최 외각의 제1, 7리드로 병열 연결해야만 한다.
도 9는 한 종의 칩만으로 혹은 다수 종을 혼합하여 제 2리드에서 제6리드까지 칩(84)과 와이어 본딩을 서로 이어 가는 방법으로 4개 칩(84)을 직렬 구성하여 단색광 또는 혼색광의 측면발광형 멀티-칩 (Multi-chip)발광다이오드 패키지를 구현한다.
이때 다목적 리드(57)인 제1과 7 리드는 전기적 단자의 역할을 하지 않고 단순 방열패드로서만 그 역할을 한다.
도 10은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 다른 일실시 예를 도시한 것이다.
도면은 적/녹/녹/청의 3종 4개의 칩(114)을 적용하여 병렬 구동할 수 있도록, 본 발명에 의한 좌우 대칭의 리드 배치를 이루는 측면 발광형 풀 칼라 (full color) 발광다이오드 패키지(100)를 도시한 것이다.
우선 상기 패키지(100)의 플라스틱 몸체(101)는 상기한 일실시예와 같은 형상을 가진다.
그리고, 상기 패캐지의 프라스틱 몸체(101)에 대해, 캐비티 내 와이어 본딩 패드(102)를 연장으로 배면(101b)과 절단면(101e)에 국한하여 접하고 노출되는 전기적 단자로서 3개 단순 리드(106)와 캐비티 내부에서 3종 4개의 칩을 모두 실장하는 칩본딩패드 바(104)와 상기 칩본딩패드 바(104)의 연장으로 프라스틱 패캐지 몸체의 장축으로의 양 측면(101c) 밖으로 돌출되어 방열 역할을 겸하는 전기적 단자로서 2개의 다목적 리드(107)를 반드시 포함한다.
도 11은 본 발명에 의한 측면발광형 다이오드 패키지의 다른 일실시예를 실현하기 위한 리드프레임(110)을 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 일정 간격으로 일렬 배치된 3개의 단순 리드(106), 상기 리드를 도피하여 리드사이 두개의 칩을 한 칩본딩패드(103)안에 실장 할 수 있도록 넓게한 2개의 칩본딩 패드(103)를 두고 서로 이어놓은 칩본딩패드 바(104), 상기 칩본딩 패드바(104)를 연장하여 좌우측 최 외각의 단순 리드를 도피하여 더 외각으로 뻗은 두개의 다목적 리드(107), 그리고 상기 3개 단순리드(106)와 2개의 다목적 리드(107)를 한 라인에 고정하도록 상기 칩본딩패드 바(104)에 평행하여 일정 간격 아래에 형성된 섹션바(109)로 최소한 구성된다.
여기서, 상기 리드프레임의 배면은 상술한 일실시예와 같이 반 두께의 구조를 갖는다.
또한 패캐지의 조립은 상술한 일실시 예와 같은 방법과 단계로 구현한다. 여기서 두개의 넓은 면적으로 구분되는 상기 칩본딩 패드(103) 각각에 발광다이오드 칩(114)을 적/녹 그리고 녹/청으로 짝지어 2개 그룹으로 나누어 실장하고 도 10과 같은 와이어 본딩을 한다.
도 12는 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 도시한 것이다.
도면은 적/녹/청 3종 3개 칩을 적용하여 각 칩이 개별 구동될 수 있도록, 본 발명에 의한 좌우 대칭의 리드 배치를 이루면서 측면발광형 풀 칼라 (full color) 발광다이오드 패키지를 도시한다.
상기 패키지(120)는 상술한 패키지의 플라스틱 몸체(121)에 대해 배면과 절 단면에 국한하여 접하고 노출되는 전기적 단자로서 4개 단순 리드(127), 3개로 마련된 칩본딩패드(123,124,125) 중 한개의 분리된 칩본딩 패드(123), 다른 두개(124,125)를 연결한 칩본딩패드 바(126), 상기 독립 분리한 칩본딩패드와 다른 칩본딩패드 바의 각각의 연장으로서 플라스틱 패키지 몸체(121)의 좌/우 양 측면 밖으로 돌출되어 방열패드 및 전기전 단자 역할을 겸하는 2개 다목적 리드(128)를 반드시 포함한다.
도 13은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 실현하기 위한 리드프레임(130)을 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 일정 간격으로 일렬 배치된 4개의 단순 리드(127), 상기 단순 리드를 도피하여 마련한 3개의 칩본딩패드(123,124,125) 중 한개로만 분리된 칩본딩패드(123), 다른 두개(124,125)를 연결한 칩본딩패드 바(126), 상기 분리된 칩본딩패드(123)와 다른 칩본딩패드 바(126)를 연장하여 좌우측 최외각의 단순 리드를 도피하여 더 외각에 있는 2개의 다목적 리드(128), 그리고 상기 4개 단순리드(127)와 2개의 다목적 리드(128)를 한 라인에 고정하도록 상기 독립한 칩본딩패드(123)와 다른 칩본딩패드 바(126)에 평행하여 일정 간격 아래에 형성된 섹션바(129)로 최소한 구성된다.
여기서, 상기 리드프레임의 배면은 상술한 일실시예와 같이 반 두께의 구조를 갖는다.
또한 패캐지의 조립은 상술한 일실시 예와 같은 방법과 단계로 구현한다.
여기서 도 12과 같이 와이어 본딩을 하여 3종의 발광다이오드 칩(131)을 개 별 구동하는 회로를 이룬다.
도 14는 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시예를 도시한 것이다.
도면은 한개 칩을 실장한 본 발명에 의한 발광다이오드의 측면 발광형 플라스틱 패키지를 도시한다.
상기 패키지(140)는 상술한 패키지의 플라스틱 몸체에 대해, 캐비티 내부에서 칩을 실장하는 칩본딩패드(143), 상기 칩본딩패드를 마주보는 와이어본딩패드(142), 상기 칩본딩패드의 연장으로 플라스틱 패키지 몸체(141)의 장축으로의 한 측면 밖으로 돌출되어 전기 단자 및 방열 역할을 겸하는 다목적 리드(147), 그리고 상기 와이어 본딩패드의 연장으로 플라스틱 패키지 몸체(141)의 장축으로의 다른 측면 밖으로 돌출되어 전기 단자로서만의 단순 리드(146)를 반드시 포함한다.
이를 위한 리드프레임(150)은 도 15에 도시한 바와 같이, 칩본딩패드(143)와 와이어 본딩패드(142)를 마주 배치하고, 각각의 반대편 끝단에 하향으로 연장한 하나씩의 리드(147,146)를 두고, 상기 각 리드를 일선상에 고정하도록 상기 칩본딩 패드(143)와 와이어 본딩 패드(142)에 일정간격 아래 평행한 섹션바(149)를 둔다.
또한 상기 칩본딩패드(143)와 와이어본딩패드(142)는 그 배면이 반눌림이나 반식각에 의한 반 두께를 가진다. 여기서, 칩본딩패드의 반눌림 또는 반식각된 배면에 온전한 두께로 남는 유테틱 본딩에 용이한 아일랜드(island:148)를 둘 수도 있다.
도 16은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지의 또 다른 일실시 예를 도시한 것이다.
도면은 본 발명의 또 다른 형태의 패키지 몸체를 가지는 한 개의 발광 다이오드 칩을 실장한 측면발광 플라스틱 패키지를 도시한다.
상기 패키지(160)는 리드프레임(170)에 발광다이오드 소자를 실장하고 와이어 본딩을 할 본딩부(163,162)를 도피하여 광 반사 및 집광 컵을 이루도록 캐비티 형 플라스틱 몸체(161)를 형성한 선-성형 플라스틱 패키지로서, 상기 플라스틱 몸체(161)는 사각 막대형으로 발광 창으로서 리드프레임의 상기 본딩부를 노출하여 캐비티를 이루는 정면(161a), 리드프레임의 최저면을 노출하는 배면(161b), 금형으로 정의된 경사면을 이루는 좌/우 두 측면(161c), 그리고 쏘우 절단에 의해 정의되는 편평면을 이루는 상/하 측면(161d,161e)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 플라스틱 패키지 몸체에 대해, 리드프레임에 의한 리드 배치는 캐비티 내부에서 칩을 실장하는 칩본딩패드(163), 상기 칩본딩패드를 마주보는 와이어본딩패드(162), 상기 칩본딩패드의 연장으로서 플라스틱 패키지 몸체(161)의 장축으로의 한 측면(161c) 밖으로 돌출되어 전기 단자 및 방열 패드의 역할을 겸하는 다목적 리드(167), 그리고 상기 와이어 본딩패드의 연장으로서 플라스틱 패키지 몸체의 장축으로의 다른 측면밖으로 돌출되어 전기 단자로서만의 단순 리드(166)를 포함한다.
상기 패키지를 위한 리드프레임(170)은, 도 17과 같이, 리드(166,167)를 구분없이 포함하는 두개의 마주보는 섹션 바(169)와 각 색션 바에서 마주보며 배면이 반 두께로 눌리거나 반식각된 형태로 뻗어 나온 칩본딩패드(163)와 와이어본딩패드 (162)로 구분되는 두개의 본딩부(163,162)를 한 단위체로 소정 간격 평행되게 일정 배열된 것을 특징으로 한다.
여기에 상기 칩본딩패드 배면에 온전한 두께의 한개의 아일랜드(island: 168))를 더 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명에 의한 측면발광형 발광다이오드 패키지(160)가 개별화 되기 전 리드프레임 상(170)에 패키지 어레이(180)로 있는 것을 나타낸다.
상기 패키지의 플라스틱 몸체는 도면과 같이 상기 리드프레임의 배면의 최저면을 모두 노출하고, 상기 두 섹션바(169)의 정면과 외측면을 노출하고, 상기 각 단위체 마다 정면에 상기 본딩부(162,163)를 도피한 캐비티를 두도록, 상기 두 섹션바(169) 사이에서 상기 리드프레임의 두께에 더한 소정 높이로 각 단위체를 구분하지 않고 하나의 바를 이루도록 성형한 선-선형 플라스틱 패키지(160)의 에레이(180)로 먼저 구성된다.
도 16과 같은 상기 패키지의 조립은 상기 선-선형 플라스틱 패키지 에레이(180)의 각 캐비티 안 본딩부(163,162)에 발광다이오드를 실장하고 와이어본딩을 한후, 액상의 투명수지를 도포 경화하고, 도 18에 표시된 절단선(181)을 따라 쏘잉 절단함으로서 개별화되고 완성된다.
이상 본 발명의 상술과 같이 본발명의 패키지는 칩배치구조에 따라 다양한 형태로 가능하며, 여기에 공통의 특징은 보드실장면으로서 안정된 쏘잉 절단면을 이용하고 이를 위해 기술적으로는 리드프레임의 두께가 바로 패키지 전단의 캐비티 벽의 높이를 제외한 패키지 후단의 두께일 수 밖에 없다. 이 두께는 패키지의 물리 적 강도와 흡습에 대한 신뢰성에 중요하며 또한 방열에 대해서도 매우 중요하므로 배치 구조와 기술이 허용하는 가능한 후판 소재의 리드프레임을 적용하는 것이 바람직하다.
상기한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 발광다이오드의 측면발광 플라스틱 패키지는 패키지의 박형 유지 또는 더 박형화를 이루고, 방열 성능을 더욱 개선하며, 유테틱 칩 본딩 공정을 용이하게 하고, 쏘잉에 의한 개별화 공정의 문제점을 개선 및 간편하게 하고, 보드실장 시 삐틀어짐이나 기울어짐을 없도록 보드실장 품질을 개선하고, 기밀성에 대한 신뢰성을 향상한다.
또한, 본 발명을 이용한 패키지는 중 소형 액정 디스플레이의 화질을 개선할 수 있는 백라이트 광원으로 이용될 수 있다. 특히, 방열이 탁월하고 멀티 칩 수용의 구조가 가능하기 때문에 종래 기술과는 차별을 이루는 다양한 응용이 가능하다.

Claims (14)

  1. 리드프레임에 발광다이오드 칩을 실장하고 와이어 본딩을 할 본딩부를 도피하여 광 반사 및 집광 컵을 이루도록 캐비티형 플라스틱 몸체를 형성한 선-성형 플라스틱 패키지에 있어서,
    상기 플라스틱 몸체는
    사각 막대형으로 발광 창으로서 상기 리드프레임의 상기 본딩부를 노출하여 캐비티를 이루는 정면과;
    상기 리드프레임의 최저면을 노출하는 배면과;
    몰드로서 정의되는 경사면을 이루는 세 측면과;
    보드 실장 면과 접하는 면으로 쏘우 절단에 의해 정의되는 편평면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 몸체는
    상하좌우의 네 측면 중 쏘우 절단면을 하나 더 추가하여 상하 두 측면을 편평면으로 하는 것을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 패키지 몸체에 대한 리드프레임에 의한 리드가
    상기 캐비티 내부의 와이어 본딩을 위한 와이어 본딩패드의 연장으로서, 상 기 플라스틱 몸체의 배면과 절단면에 국한하여 접하고 노출되는 단순 전기적 단자로서 단순 리드;
    상기 캐비티 내부의 발광다이오드 칩을 실장하는 칩본딩패드의 연장으로서, 상기 플라스틱 패키지 몸체의 장축으로의 양 측면 밖으로 돌출되어 전기적 단자 및 방열패드 역활을 겸하는 다목적 리드;를 포함함을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리드프레임은
    일정 간격으로 일렬 배치된 와이어 본딩만을 위한 단순전기 단자로서 단순 리드;
    상기 리드를 도피하여 리드사이에 칩 본딩패드를 마련하고 서로 이어 놓은 톱니 모양의 칩본딩 패드 바(bar);
    상기 칩본딩 패드 바에서 좌/우측으로 연장한 두개의 전기단자 및 방열 겸용의 다목적 리드;
    상기 단순리드와 다목적 리드를 한 라인에 고정하도록 상기 칩본딩패드 바와 평행하여 일정간격 아래에 형성된 섹션바;를 포함함을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 칩본딩 패드 바의 배면은
    상기 다목적 리드 부분을 제외한 부분까지 모두 리드프레임 두께의 반두께 로 눌리거나 반식각 되어지고, 상기 단순 리드도 외부 단자로서 패키지 배면에 노출되는 부분을 제외한 와이어 본딩 영역의 배면이 반눌림 또는 반식각됨을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배면이 반눌림 또는 반식각된 각각의 상기 칩본딩패드 바의 배면에 온전한 두께로 남아 있는 아일랜드(island)를 두는 것을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 리드프레임에 의한 리드 배치가
    한 개의 발광다이오드 칩만을 실장한 측면발광 플라스틱 패키지의 경우, 배면과 절단면에 국한하여 접하고 노출되는 리드가 전혀 없는 대신에, 상기 칩본딩패드를 좌우로 2 분할하여 그 하나를 와이어 본딩을 위한 패드로 할애하고 그 연장을 단순 전기 단자로서의 단순 리드로 적용한 것을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 패캐지 몸체의 배면을 실장면으로 하여 상부발광형 패키지로 겸할 수 있도록, 배면에 노출된 단순리드와 좌우 측면으로 연장된 다목적 리드의 저면이 상기 패키지 몸체 배면과 동등 수준임을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  9. 제4항에 있어서, 적/녹/녹/청의 3종 4개 칩(chip)을 적용하여 각 색상별 발광다이오드를 개별 구동하거나 일종 단색의 4개칩을 직렬 구동할 수 있도록, 상기 리드프레임은
    일정 간격으로 일렬 배치된 5개의 단순 리드;
    상기 리드를 도피하여 리드사이에 4개의 칩 본딩패드를 마련하고 서로 이어 놓은 톱니 모양의 칩본딩 패드 바(bar);
    상기 칩본딩 패드바를 연장하여 좌우측 최 외각의 단순 리드를 도피하여 더 외각으로 뻗은 두개의 다목적 리드;를 포함함을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  10. 제4항에 있어서, 적/녹/녹/청의 3종 4개 칩(chip)을 적용하여 각 색상별 발광다이오드를 병렬 구동할 수 있도록, 상기 리드프레임은
    일정 간격으로 일렬 배치된 3개의 리드;
    상기 리드를 도피하여 리드사이 두개의 칩을 한 칩본딩패드안에 실장 할 수 있도록 넓게한 2개의 칩본딩 패드를 두고 서로 이어놓은 칩본딩패드 바;
    상기 칩본딩 패드바를 연장하여 좌우측 최 외각의 단순 리드를 도피하여 더 외각으로 뻗은 두개의 다목적 리드;를 포함함을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  11. 제4항에 있어서, 적/녹/청 3종 3개 칩을 적용하여 각 칩이 개별 구동될 수 있도록, 상기 리드프레임은
    일정 간격으로 일렬 배치된 4개의 단순 리드;
    상기 단순 리드를 도피하여 리드사이에 구비한 3개의 칩본딩패드 중, 한개의 독립한 칩본딩패드;
    다른 두개를 연결한 칩본딩패드 바;
    상기 독립한 칩본딩패드와 칩본딩패드 바를 연장하여 좌우측 최외각의 단순 리드를 도피하여 더 외각에 있는 두개의 다목적 리드;를 포함함을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  12. 리드프레임에 발광다이오드 칩을 실장하고 와이어 본딩을 할 본딩부를 도피하여 광 반사 및 집광 컵을 이루도록 캐비티형 플라스틱 몸체를 형성한 선-성형 플라스틱 패키지에 있어서,
    상기 플라스틱 몸체는
    사각 막대형으로 발광 창으로서 리드프레임의 상기 본딩부를 노출하여 캐비티를 이루는 정면;
    상기 리드프레임의 최저면을 노출하는 배면;
    금형으로 정의된 경사면을 이루는 좌/우 측면; 및
    쏘우 절단에 의해 정의되는 편평면을 이루는 상/하 측면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  13. 제12항에 있어서, 상기 리드프레임은
    리드를 구분없이 포함하는 두개의 마주보는 섹션 바;
    상기 각 색션 바에서 마주보며 배면이 반두께로 눌리거나 반식각된 형태로 뻗어나온 칩본딩패드와 와이어본딩패드로 구분되는 두개의 본딩부;를 포함하고,
    상기 본딩부를 한 단위체로 소정 간격 평행되게 일정 배열된 것을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 칩본딩패드 배면에 온전한 두께의 한 개의 아일랜드(island)를 더 포함함을 특징으로 하는 측면발광형 발광다이오드 패키지.
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