KR20080019420A - 상하 전극형 구조를 가지는 발광다이오드 칩에서의 점등불량이 개선된 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

점등 불량이 개선된 발광 다이오드 패키지가 개시된다. 그러한 발광 다이오드 패키지는 기판과, 상기 기판의 양측에 각각 구비되어 전원이 공급되는 한 쌍의 리드를 포함한 리드프레임과, 상기 한 쌍의 리드중 일측 리드에 전도체에 의하여 실장되어 빛을 발광하는 다이오드칩(Diode chip)과, 상기 다이오드칩의 상부전극과 상기 한 쌍의 리드중 타측 리드를 전기적으로 연결하는 제1 와이어와, 상기 다이오드칩의 하부전극에 구비된 상기 전도체와 상기 일측 리드를 연결함으로써 열충격시 다이오드칩의 하부전극과 일측 리드의 연결상태를 유지시킬 수 있는 제2 와이어와, 그리고 상기 다이오드칩과, 제1 및 제2 와이어를 몰딩함으로써 외관을 형성하는 몰드(Mold)를 포함한다.

발광 다이오드, 다이본드 에폭시, 와이어, 리드프레임, PCB, P Pad, N Pad

Description

상하 전극형 구조를 가지는 발광다이오드 칩에서의 점등 불량이 개선된 발광다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시하는 사시도이다.

도2 는 도1 에 도시된 발광 다이오드의 내부구조를 보여주는 평면도이다.

도3 은 도1 에 도시된 발광 다이오드의 측면도이다.

도4 는 도3 의 "A" 부분에 대한 부분 확대도이다.

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어를 추가로 적용함으로써 점등 불량을 개선할 수 있는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 발광다이오드 패키지는 일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 전자부품이다.

즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데 전자와 정공이 떨어져 있을 때 보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다.

이러한 발광 다이오드 패키지는 전원이 공급되는 리드와, 상기 리드 프레임상에 실장되어 빛을 방출하는 다이오드칩과, 상기 리드와 다이오드칩을 전기적으로 연결하는 와이어와, 방출된 빛을 반사하는 반사벽으로 이루어진다.

그리고, 이러한 발광 다이오드 패키지의 일반적인 제조 공정을 보면, 다이오드칩을 리드프레임(혹은 PCB)의 상부에 배치하는 다이본드 공정과, 다이본드 공정 후 다이본드 에폭시를 경화시키는 경화 공정과, 회로를 연결하는 와이어 본드 공정으로 이루어진다.

그리고, 회로가 연결된 발광다이오드 패키지는 발광다이오드 및 와이어가 외부로 노출되어 있는 상태이므로 회로를 보호하기 위하여 패키지 내부를 절연체로 채우는 인캡 공정을 실시하고, 리드프레임 내부에 인캡용 에폭시(절연체)를 충진한 후 다시 인캡 에폭시를 경화시키는 공정을 진행한다.

이러한 발광 다이오드 패키지에 있어서, 상기 다이오드칩이 상하 전극 방식이 아니라 상면에 배치된 방식인 경우에는 다이본드 에폭시가 다이오드 칩과 리드프레임을 고정시키는 기능에 불과하다.

반면에 다이오드칩이 상하 전극(Vertical type) 방식인 경우, 다이본드 에폭시와 리드 프레임의 바닥면, 그 부위를 둘러싸고 있는 인켑에폭시는 그 물성과 재질이 다른 물질이기 때문에 외부적인 열충격에 대해서 반응하는 팽창정도가 틀리 다.

따라서, 일정 수준 이상의 열충격이 가해지면 리드 프레임과 다이본드에폭시의 경계면이 박리됨으로써 전기적 개방이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 상하 발광 다이오드칩에 있어서 다이본드 에폭시와 리드 프레임의 사이에 와이어를 추가로 배치함으로써 전기적 열충격에 충분한 내구성을 가짐으로써 점등 불량을 방지할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발광 다이오드 패키지는 기판; 상기 기판의 양측에 각각 구비되어 전원이 공급되는 한 쌍의 리드를 포함한 리드프레임(혹은 PCB); 상기 한 쌍의 리드중 일측 리드에 전도체에 의하여 실장되어 빛을 발광하는 다이오드칩(Diode chip); 상기 다이오드칩의 상부전극과 상기 한 쌍의 리드중 타측 리드를 전기적으로 연결하는 제1 와이어; 상기 다이오드칩의 하부전극에 구비된 상기 전도체와 상기 일측 리드를 연결함으로써 열충격시 다이오드칩의 하부전극과 일측 리드의 연결상태를 유지시킬 수 있는 제2 와이어; 그리고 상기 다이오드칩과, 제1 및 제2 와이어를 몰딩함으로써 외관을 형성하는 몰드(Mold)를 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구성을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 발광 다이오드 패키지(1)는 기판(3)과, 상기 기판(3)의 양측에 각각 구비되는 리드 프레임(5,7)과, 상기 리드 프레임(5,7)중 일측 리드(5)에 실장되어 빛을 발광하는 다이오드칩(Diode chip;13)과, 상기 다이오드칩(13)의 상부전극(20)과 타측 리드(7)를 연결하는 제1 와이어(First wire;17)와, 상기 다이오드칩(13)의 하부전극(25)과 일측 리드(5)를 연결함으로써 열충격시 다이오드칩(13)의 하부전극(25)과 일측 리드(5)의 연결상태를 유지시킬 수 있는 제2 와이어(Second wire;19)와, 외관을 형성하는 몰드(Mold;15)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 발광 다이오드 패키지에 있어서, 상기 리드 프레임(5,7)은 한 쌍의 리드, 즉, 일측 리드(5)와 타측리드(7)로 이루어진다. 그리고, 상기 일측 및 타측 리드(5,7)는 양극 및 음극에 각각 연결됨으로써 전원이 공급가능하다. 이때, 상기 일측 리드(5)는 선택적으로 양극 혹은 음극에 연결될 수도 있고, 타측 리드(7)는 반대극에 연결된다. 그리고, 리드 프레임(5,7)을 대신하여 PCB(Printed Circuit Board)가 적용될 수도 있다.

그리고, 상기 다이오드칩(13)은 바람직하게는 상하방식(Vertical type)이다. 즉, 다이오드칩(13)의 상면에 배치되는 상부전극(20)은 양극(P top)이고, 다이오드칩(13)의 하면에 배치되는 하부전극(25)은 음극(N top)을 형성한다.

반대로, 다이오드칩(13)의 상면(20)에 음극(N top)이 형성될 수도 있고, 다이오드칩(13)의 하면(25)에 양극이 배치될 수도 있다.

또한, 상기 다이오드칩(13)은 통상적인 발광 다이오드 뿐만 아니라, 제너 다 이오드칩도 포함할 수 있다.

이러한 사항은 제품의 사양 및 설계에 따라 적절하게 선택되어질 수 있다.

그리고, 상기 다이오드칩(13)은 상부전극(20), 즉, 양극이 제1 와이어(17)에 의하여 타측 리드(7)에 연결된다. 또한, 다이오드칩(13)의 하부전극(25), 즉 음극은 일측 리드(5)에 접촉상태로 연결된다. 이때, 상기 다이오드칩(13)은 전도체(23), 바람직하게는 다이본드 에폭시(23)에 의하여 일측 리드(5)에 고정된 상태로 실장된다.

따라서, 상기 한 쌍의 리드(5,7)를 통하여 전원이 인가되는 경우, 상기 다이오드칩(13)은 빛을 방출하게 된다.

이때, 외부조건(리플로우 공정등)에 인하여 상기 전도체(23)와 일측리드(5)의 경계면에 열충격으로 인한 박리현상이 발생할 수 있다.

따라서, 상기 제2 와이어(19)가 상기 다이오드칩(13)의 하부 전극과 전기적으로 연결되어 있는 다이본드 에폭시(23)와 일측 리드(5)를 서로 연결함으로써 다이본드 에폭시와 일측 리드(5)의 박리가 일어나도 제 2 와이어(19)에 의하여 통전되어 전기적 Open을 막을수 있게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제2 와이어(19)는 도4 에 도시된 바와 같이, 일측(27)은 상기 전도체(23)에 연결되고, 타측(29)은 일측 리드(5)에 연결된다. 이러한 제2 와이어(19)는 전기를 통하는 전도성의 재질로 형성된다.

이때, 상기 전도체(23), 즉 다이본드 에폭시는 다이오드칩(13)의 저면을 리드프레임의 바닥면(5)에 고정시킨다.

결과적으로, 상기 다이오드칩(13)이 전기적인 박리현상이 발생하는 경우에도 제2 와이어(19)에 의하여 전기적인 연결상태를 유지하므로 점등불량을 방지할 수 있다.

상기에서는 Chip의 상면(20)이 양극 전극인 것으로 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 음극 전극이 Chip의 상면이 될수도 있다.

또한, 상기 제2 와이어(19)는 1개로 한정하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 2개 이상도 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드패키지는 상하 발광 다이오드칩에 있어서 다이본드 에폭시와 리드 프레임 바닥면(전극)의 사이에 와이어를 추가로 배치함으로써 전기적 열충격에 충분한 내구성을 가짐으로써 점등 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고도 다양하게 변경실시 할 수 있으므로 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니한다.

Claims (7)

1. 기판;

   상기 기판의 양측에 각각 구비되어 전원이 공급되는 한 쌍의 리드를 포함한 리드프레임;

   상기 한 쌍의 리드중 일측 리드에 전도체에 의하여 실장되어 빛을 발광하는 다이오드칩(Diode chip);

   상기 다이오드칩의 상부전극과 상기 한 쌍의 리드중 타측 리드를 전기적으로 연결하는 제1 와이어;

   상기 다이오드칩의 하부전극에 구비된 상기 전도체와 상기 일측 리드를 연결함으로써 열충격시 다이오드칩의 하부전극과 일측 리드의 연결상태를 유지시킬 수 있는 제2 와이어; 그리고

   상기 다이오드칩과, 제1 및 제2 와이어를 몰딩함으로써 외관을 형성하는 몰드(Mold)를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
2. 제1 항에 있어서, 상기 일측 리드에는 양극 혹은 음극이 연결되고, 타측 리드에는 상기 일측 리드와 반대극이 연결되는 발광 다이오드 패키지.
3. 제1 항에 있어서, 상기 다이오드칩은 상하방식의 다이오드 칩을 포함함으로써 상면 및 하면에는 각각 상부전극 및 하부전극이 배치되는 발광 다이오드 패키 지.
4. 제 3항에 있어서, 상기 다이오드 칩은 상하 전극 방식의 제너다이오드 칩을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
5. 제3 항에 있어서, 상기 상부 전극 혹은 하부전극은 각각 양극, 혹은 음극을 형성하거나, 상부 전극이 음극, 하부 전극이 양극을 형성하는 발광다이오드 패키지.
6. 제1 항에 있어서, 상기 제2 와이어는 적어도 하나 이상 구비되는 발광 다이오드 패키지.
7. 제1 항에 있어서, 상기 전도체는 다이본드 에폭시를 포함하는 발광 다이오드 패키지.

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