KR20080089051A - 계면박리를 줄인 ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은, LED 패키지에 관한 것으로서, LED칩이 위치한 개구부 내부로부터 패키지 몸체의 외부로 이어진 수분 통로를 추가로 마련하여, 열에 의해 팽창된 수분이 그 수분 통로를 통해 외부로 배출되게 함으로써, 종래기술의 문제점인, 패키지 몸체와 봉지부재 사이의 계면 박리 현상을 줄인 LED 패키지를 제공하는 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 LED 패키지는, LED칩에 전류를 인가하기 위해 제공되는 리드프레임과, 상기 리드프레임을 지지하도록 형성되며, 상기 LED칩 주변에 형성된 개구부를 포함하는 패키지 몸체와, 상기 패키지 몸체의 개구부 내에 형성되는 수지재의 봉지부재와; 상기 패키지 몸체와 상기 봉지부재 사이 또는 상기 패키지 몸체와 상기 리드프레임 사이의 계면을 따라, 상기 개구부의 내부로부터 상기 패키지 몸체의 외부로 이어지는 수분통로를 포함한다.

수분, 계면박리, 리드프레임, 봉지부재, LED칩, 패키지 몸체

Description

계면박리를 줄인 ＬＥＤ 패키지{LED PACKAGE WITH INTERFACIAL DEBONDING REDUCED}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지의 평면도.

도 2는 도 1의 A-A를 따라 취해진 단면도.

도 3은 도 2의 원 B를 확대하여 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

2: LED칩 12, 14: 리드프레임

20: 패키지 몸체 30: 봉지부재

41, 42: 수분통로 R1, R2: 거친면

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 계면박리, 특히, 패키지 몸체와 봉지부재 사이의 계면박리를 줄인 LED 패키지에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자이다. 이러한 LED는 통상, LED칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작되며, 흔히, 'LED 패키지'라고 칭해지고 있다. 위와 같은 LED 패키지는 일반적으로 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board) 상에 장착되어 그 인쇄회로기판에 형성된 전극으로부터 전류를 인가받아 발광 동작하도록 구성된다.

위와 같은 LED 패키지는 LED칩에 전류를 인가하기 위한 적어도 두개의 이상의 리드프레임과, 그 리드프레임을 지지하는 패키지 몸체와, 그 패키지 몸체에 형성된 개구부 내에 형성되어 LED칩을 외부로부터 보호하는 광투과성의 봉지부재를 포함한다. 봉지부재는 액상의 수지를 패키지 몸체의 개구부 내에 충전한 후, 그 수지를 경화시켜 형성되는데, 이때, 개구부 내에는 수분(즉, 습기 또는 물분자)이 불가피하게 침투될 수밖에 없다.

침투된 수분은 LED 패키지의 성능 및 수명을 떨어뜨리는 주요 원인이 되므로, 이에 대한 엄격한 관리가 요구되고 있다. 종래에는 LED 패키지 제조 공정 중의 외부 조건의 관리에 의해서만 위 LED 패키지 내로의 수분 침투를 줄이고자 하였다. 또한, 종래에는, LED칩이 위치하는 패키지 몸체의 개구부 내부가 봉지부재에 의해 외부로부터 완전히 밀봉된다.

그러나, LED 패키지의 제조공정 중에 그 LED 패키지 내로의 수분 침투를 완전하게 막는 조건을 만드는 것은 현실적으로 불가능하다. 그리고, LED 패키지의 내부, 즉 개구부 내로 침투된 수분은 패키지 제조 공정 중에 또는 패키지 제조 공정 후에 가해지는 열에 의해 수증기로 팽창하여, 봉지부재와 패키지 몸체 사이의 계면을 박리시키는 등의 문제점을 야기한다. 예컨대, LED 패키지의 SMD 공정에서는 많은 열이 가해지는데, 실제로, 이러한 열은 패키지 내 수분을 팽창시켜 봉지부재와 패키지 몸체 사이의 계면에 빈번한 박리 현상을 일으킨다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, LED칩이 위치한 개구부 내부로부터 패키지 몸체의 외부로 이어진 수분 통로를 추가로 마련하여, 열에 의해 팽창된 수분이 그 수분 통로를 통해 외부로 배출되게 함으로써, 종래기술의 문제점인, 패키지 몸체와 봉지부재 사이의 계면 박리 현상을 줄인 LED 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, LED칩에 전류를 인가하기 위해 제공되는 리드프레임과, 상기 리드프레임을 지지하도록 형성되며, 상기 LED칩 주변에 형성된 개구부를 포함하는 패키지 몸체와, 상기 패키지 몸체의 개구부 내에 형성되는 수지재의 봉지부재와; 상기 패키지 몸체와 상기 봉지부재 사이 또는 상기 패키지 몸체와 상기 리드프레임 사이의 계면을 따라, 상기 개구부의 내부로부터 상기 패키지 몸체의 외부로 이어지는 수분통로를 포함하는 계면박리를 줄인 LED 패키지가 제공된다.

상기 수분통로는, 상기 패키지 몸체에 형성된 거친면 상에 상기 봉지부재가 거칠게 접합되어 형성될 수 있으며, 또한, 상기 리드프레임에 형성된 거친면 상에 수지로 이루어진 상기 패키지 몸체가 거칠게 접합되어 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 수분통로는, 상기 패키지 몸체에 형성된 거친면 상에 상기 봉지부재가 거칠게 접합되어 형성되는 제 1 수분통로와, 상기 리드프레임에 형성된 거친면 상에 수지로 이루어진 상기 패키지 몸체가 거칠게 접합되어 형성되는 제 2 수분통로로 이루어지며, 상기 제 1 수분통로와 상기 제 2 수분통로는 상기 리드프레임 상에서 서로 만난다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 상세히 설명한다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A를 따라 취해진 단면도이며, 도 3의 도 2의 원 B를 확대하여 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 LED 패키지는, LED칩(2), 상기 LED칩(2)에 전류를 인가하기 위한 제 1 및 제 2 리드프레임(12, 14), 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12, 14)을 지지하는 패키지 몸체(20) 등을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(12, 14) 각각은 일부가 상기 패키지 몸체(20)의 내부에 위치하며, 나머지 일부는 상기 패키지 몸체(20)의 측면 외측으로 연장되어 있다.

상기 패키지 몸체(20)에는 상기 제 1 리드프레임(12) 상에 실장된 LED칩(2)을 상부로 노출시키는 개구부(21)가 형성되며, 상기 개구부(21) 내에는 예를 들면, 에폭시, 실리콘 및/또는 기타 다른 광투과성 수지로 형성된 봉지부재(30)가 형성되어, 상기 LED칩(2)을 외부로부터 보호한다.

도 1 및 도 2, 특히, 도 2에 잘 도시된 것과 같이, 상기 개구부(21)의 주변으로 정해지는, 상기 패키지 몸체(20)와 상기 봉지부재(30)의 계면에는 상기 개구부(21) 내부로부터 상기 패키지 몸체(20)의 외부로 이어지는 제 1 수분통로(41)가 형성된다. 상기 제 1 수분통로(41)는, 봉지부재(30)가 개구부(21) 내에 형성된 후, 예를 들면, SMD와 같은 공정 등에 의해, LED 패키지에 열이 가해질 때, 개구부(21) 내에서 상기 열에 의해 팽창된 수분(즉, 수증기)이 LED 패키지의 외부로 방출되는 것을 허용하는 통로가 된다.

또한, 제 1 및 제 2 리드프레임(12, 14)과 상기 패키지 몸체(20)와의 계면에도 상기 개구부(21) 내부로부터 상기 패키지 몸체(20)의 외부로 이루어지는 제 2 수분통로(42)가 형성된다. 상기 제 2 수분통로(42)도 LED 패키지(1)에 열이 가해질 때, 상기 개구부(21) 내에서 열에 의해 팽창된 수분이 패키지 외부로 방출되는 것을 허용한다. 도 2에 잘 도시된 것과 같이, 본 실시예의 LED 패키지(1)는 제 2 수분통로(42)와 제 1 수분통로(41)가 상기 리드프레임(12 및/또는 14) 상에 서로 만나며, 이는 LED 패키지(1) 내에 포함된 수분이 그 LED 패키지(1) 외부로 보다 원활하게 방출되도록 돕는다.

도 3을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 수분통로(41, 42)는 패키지 몸체(20) 상의 제 1 거친면(R1)과 상기 리드프레임 상의 제 2 거친면(R2)에 의해 각각 형성됨을 알 수 있다. 상기 제 1 거친면(R1)은, 패키지 몸체(20)의 개구부(21) 주변면에 미리 형성되는 것으로, 예컨대, 패키지 몸체(20)를 액상의 수지로 몰딩 성형할 때 금형의 형상에 의해 형성하거나, 또는, 패키지 몸체(20)를 형성한 후 임의의 표면 가공에 의해 형성될 수 있는 것이다. 또한, 상기 제 2 거친면(R2)은 적어도 상기 패키지 몸체(20)와 접해 있는 리드프레임의 일부를 예를 들면, 식각 또는 샌드 블라스팅과 같은 표면 가공을 이용하여 형성되는 것이다.

상기 패키지 몸체(20) 상의 제 1 거친면(R1)은 상기 봉지부재(30)와 거칠게 접합되어, 전술한 제 1 수분통로(41)를 형성한다. 즉, 상기 봉지부재(30)를 이루는 액상의 수지는 그것의 경화시에 상기 제 1 거친면(R1)과 불규칙하게 접합되는데, 그 불규칙한 접합에 따라, 봉지부재(30)와 패키지 몸체(20) 사이의 계면을 따라 다수의 공극(V1)이 형성되고, 그 다수의 공극(V1)이 불규칙하게 이어짐으로써, 상기 계면에는 전술한 제 1 수분통로(41)가 형성되는 것이다.

또한, 리드프레임 상의 제 2 거친면(R2)은 상기 패키지 몸체(20)와 거칠게 접합되어, 전술한 제 2 수분통로(42)를 형성한다. 즉, 상기 패키지 몸체(20)를 이루는, 예를 들면, PPA 등과 같은, 액상의 수지는, 그것의 경화시에, 상기 제 2 거친면(R2)과 불규칙하게 접합되는데, 그 불규칙한 접합에 따라, 리드프레임(12)과 패키지 몸체(20) 사이의 계면을 따라 다수의 공극(V2)이 형성되고, 그 다수의 공극(V2)이 불규칙하게 이어짐으로써, 상기 계면에는 전술한 제 2 수분통로(42)가 형성되는 것이다.

앞서 언급한 것과 같이, 상기 패키지 몸체(20)와 상기 봉지부재(30)는 액상의 수지를 경화시켜 형성되는 것으로, 그 경화 과정에서 부피가 감소되는 특성을 가지며, 이에 의해, 상기 제 1 및 제 2 수분통로(41, 42)는 더욱 확실하게 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 단면에는, 공극들(V1, V2)이 막혀있는 것으로 보여지지만, 실제로는, 그 공극들(V1, V2)은 이웃하는 공극들과 불규칙하게 그리고 연속적으로 연결되어 있으며, 그러한 공극들(V1, V2)의 연속된 연결은 전술한 제 1 및 제 2 수분통로(41, 42)의 형성을 가능하게 해준다. 참고로, 상기 거친면(R1, R2)들을 이용 하여 수분통로(41, 42)를 형성하는 대신에 패키지 몸체의 내외를 잇는 핀홀을 형성하여 수분통로를 형성하는 것도 고려될 수 있지만, 이 경우, 공정이 복잡해지고 그 복잡한 공정에 비해 효율도 떨어진다는 점에서 전술한 거친면(R1, R2)을 이용한 수분통로(41, 42)가 보다 바람직하다.

본 실시예에 따른 LED 패키지(1), 전술한 수분통로(41, 42)를 통해, 개구부(21) 내부에 잔류하던 수분이 열에 의해 외부로 방출되는 것을 허용하는 구조이므로, 팽창 수증기에 의해 야기될 수 있는 패키지 몸체(20)와 봉지부재(30) 사이의 계면 박리를 억제 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 LED 패키지(1)는, 패키지 몸체(20)와 봉지부재(30) 사이의 계면에 수분통로를 구비함에도 불구하고, 그 계면은 거친면에 의해 면적이 증가되므로, 패키지 몸체(20)와 봉지부재(30) 사이의 접합력은 오히려 증가될 수 있다.

위 실시예에서, 설명되지는 않았지만, 상기 봉지부재(30)가 열에 대한 충격에 강한 수지와 강도가 좋은 수지로 이루어진 이중 몰딩 구조일 수 있으며, 또한, 상기 봉지부재(30)에는 광의 색 변환을 위해 형광체가 포함될 수 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

본 발명에 의하면, LED칩 주변의 개구부로부터 패키지 몸체의 외부로 이어진 수분 통로를 포함하는 구조에 의해, 열에 의해 팽창된 수분이 그 수분통로를 통해 외부로 배출되게 함으로써, 종래기술의 문제점인, 패키지 몸체와 봉지부재 사이의 계면 박리 현상을 줄이거나 억제할 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따른 패키지 몸체는, 봉지부재와 패키지 몸체 사이의 계면에 수분통로를 구비함에도 불구하고, 그 계면이 거친면에 의해 접합 면적 및 계면 접합력이 증가하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. LED칩에 전류를 인가하기 위해 제공되는 리드프레임과;

   상기 리드프레임을 지지하도록 형성되며, 상기 LED칩 주변에 형성된 개구부를 포함하는 패키지 몸체와;

   상기 패키지 몸체의 개구부 내에 형성되는 수지재의 봉지부재와;

   상기 패키지 몸체와 상기 봉지부재 사이 또는 상기 패키지 몸체와 상기 리드프레임 사이의 계면을 따라, 상기 개구부의 내부로부터 상기 패키지 몸체의 외부로 이어지는 수분통로를;

   포함하는 계면박리를 줄인 LED 패키지.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 수분통로는, 상기 패키지 몸체에 형성된 거친면 상에 상기 봉지부재가 거칠게 접합되어 형성되는 것임을 특징으로 하는 계면박리를 줄인 LED 패키지.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 수분통로는 상기 리드프레임에 형성된 거친면 상에 수지로 이루어진 상기 패키지 몸체가 거칠게 접합되어 형성되는 것임을 특징으로 하는 계면박리를 줄인 LED 패키지.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 수분통로는, 상기 패키지 몸체에 형성된 거친면 상 에 상기 봉지부재가 거칠게 접합되어 형성되는 제 1 수분통로와, 상기 리드프레임 에 형성된 거친면 상에 수지로 이루어진 상기 패키지 몸체가 거칠게 접합되어 형성되는 제 2 수분통로로 이루어지며, 상기 제 1 수분통로와 상기 제 2 수분통로는 상기 리드프레임 상에서 서로 만나는 것을 특징으로 하는 계면박리를 줄인 LED 패키지.

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