KR20090032775A - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 오목부를 갖는 패키지 본체; 상기 오목부의 저면에 노출되도록 상기 패키지 본체에 구비되는 리드 프레임; 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결되도록 상기 오목부의 저면에 실장되는 발광다이오드 칩; 및 상기 오목부에 수지재가 충진되어 상기 발광다이오드 칩을 보호하는 수지포장부;를 포함하고, 상기 오목부를 에워싸는 측벽은 상기 발광다이오드 칩으로부터 발광된 빛이 외부로 투과되는 광투과성 재질로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 발광다이오드 칩으로부터 발광되는 빛의 지향각이 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.

LED, 리드프레임, 투명몰드, 수지

Description

발광다이오드 패키지{Light Emitting Diode Package}

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.

발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.

일반적으로. 발광다이오드 소자의 특성을 결정하는 기준으로는 색(color) 및 휘도, 휘도 세기의 범위 등이 있다. 이러한 발광다이오드 소자의 특성은 1차적으로는 발광다이오드 소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다. 고휘도와 사용자 요구에 따른 휘도 각분포를 얻기 위해서는 재료개발 등에 의한 1차적인 요소만으로는 한계가 있어 패키지 구조 등에 많은 관심을 갖게 되었다.

도 1은 일반적인 발광다이오트 패키지를 도시한 단면도로, 종래 발광다이오 드 패키지는 상부에 반사컵(14)을 갖는 패키지 본체(10)와, 이 본체(10)의 반사컵(14) 바닥에 실장된 LED칩(30)을 포함한다.

상기 LED칩(30)은 상기 반사컵(14) 바닥에 배치된 리드 프레임(20)과 와이어를 매개로 전기적으로 접속되어 외부단자에 연결된다.

상기 LED칩(30)은 밀봉재(40)에 의해 외부환경으로부터 봉지된다.

상기 반사컵(14)에는 반사효율을 높이기 위해 도금된 반사층(16)이 구비된다.

이러한 발광다이오드 패키지는 LED칩(30) 상부로 빛을 발산하며, 상기 LED칩(30) 옆면으로 부터 발산된 빛은 상기 반사층에 반사되어 LED칩(30) 상부로 발광된다. 이러한 경우 LED칩(30)으로부터 발산되는 빛의 지향각이 작아 좁은 범위로만 발광되어 넓은 영역에 걸쳐 조명이 필요한 경우에는 그 한계가 있었다.

또한 상기 발광다이오드 패키지에 렌즈가 추가구비되는 경우에 렌즈면은 좁은 지향각에 한정되어 광학 설계시 렌즈면의 활용에 제한이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 발광다이오드 칩이 실장되는 오목부를 에워싸는 측벽을 투명재질의 사출물로 구비함으로써, 발광다이오드 칩으로부터 발산되는 빛의 지향각을 넓힌 발광다이오드 패키지를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 오목부를 갖는 패키지 본체; 상기 오목부의 저면에 노출되도록 상기 패키지 본체에 구비되는 리드 프레임; 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결되도록 상기 오목부의 저면에 실장되는 발광다이오드 칩; 및 상기 오목부에 수지재가 충진되어 상기 발광다이오드 칩을 보호하는 수지포장부;를 포함하고, 상기 오목부를 에워싸는 측벽은 상기 발광다이오드 칩으로부터 발광된 빛이 외부로 투과되는 광투과성 재질로 이루어진 발광다이오드 패키지를 제공한다.

바람직하게 상기 측벽은 투명 또는 반투명 재질로 이루어진 사출물이다.

바람직하게 상기 측벽은 상기 패키지 본체의 성형시 일체로 사출성형되어 상기 리드 프레임을 지지한다.

바람직하게 상기 측벽은 상기 수지포장부와 접하는 내부면과 이에 대응되는 외부면이 경사져 상부로 갈수록 두께가 감소한다.

바람직하게 상기 수지포장부는 투명수지 또는 형광체가 혼합된 투명수지로 이루어진다.

바람직하게 상기 발광다이오드 칩은 와이어 본딩 방식으로 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결된다.

바람직하게 상기 발광 다이오드 칩은 플립칩 본딩 방식으로 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결된다.

바람직하게 상기 패키지 본체의 상부면에 렌즈가 추가구비된다.

더욱 바람직하게 상기 렌즈가 구성하는 렌즈면의 외측테두리는 상기 측벽의 외측테두리보다 바깥쪽에 구비되어 상기 렌즈가 상기 측벽을 덮는다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 발광다이오드 칩이 실장되는 오목부를 에워싸는 측벽이 투명 재질의 사출물로 구비되어 상기 발광다이오드 칩으로부터 발광된 빛이 상기 측벽을 투과해 발광다이오드 패키지로부터 발광되는 빛의 지향각이 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.

또한 상기 발광다이오드 패키지의 지향각이 넓어짐에 따라 발광다이오드 칩의 상부에 추가 구비될 수 있는 렌즈의 설계시 보다 넓은 렌즈면을 활용할 수 있는 자유도가 증가되어 보다 효율적인 광학설계가 가능해질 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

본 발명에 의한 발광다이오드 패키지는 도 2에 도시된 바와 같이, 패키지 본체(110), 리드 프레임(120), 발광다이오드 칩(130) 및 수지포장부(140)를 포함한다.

상기 패키지 본체(110)는 일정크기의 공간을 갖는 캐비티로 이루어진 오목부(112)를 상부에 구비한다.

상기 오목부(112)의 저면에는 상기 패키지 본체(110)에 형성된 리드 프레임(120)이 노출되도록 구비된다.

상기 발광다이오드 칩(130)은 상기 오목부(112)의 저면에 실장되고, 상기 리드 프레임(120)에 와이어를 매개로 전기적으로 연결되는 와이어 본딩 방식으로 구비되어진다.

그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 발광다이오드칩(130)은 그 저면에 구비되는 솔더를 매개로 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 플립칩 방식으로 구비되어질 수도 있다.

상기 발광다이오드 칩(130)이 실장된 오목부(112)에는 상기 발광다이오드칩(130)을 밀봉하여 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 상기 오목부(112)의 내부 에 수지재가 충진되는 수지포장부(140)가 구비된다.

상기 수지포장부(140)는 빛이 투과되는 투명수지재가 충진된 것으로 투명도가 높은 것이 바람직하고, 황변 등이 없는 투명 실리콘 계열의 수지를 이용할 수 있다.

상기 수지포장부(140)에 충진되는 수지재는 투명수지에 특정 색좌표를 갖는 형광체(142)가 혼합되어 상기 발광다이오드칩(130)의 빛을 용도 및 특성에 따라 자유롭게 변화시키도록 이루어질 수도 있다.

한편, 상기 오목부(112)를 둘러싸는 측벽(114)은 상기 발광다이오드칩(130)으로부터 발광된 빛이 외부로 투과되는 광투과성 재질로 이루어질 수 있다.

이러한 측벽(114)은 투명 또는 반투명의 재료로 이루어진 사출물로 상기 패키지 본체(110)를 성형시 일체로 이루어져 상기 리드 프레임(120)을 지지할 수 있다.

이러한 투과성 재질의 사출물로는 글라스 계열의 수지가 이용될 수 있다.

상기 측벽(114)은 상기 수지포장부(140)와 접하는 내부면(115)과 이에 대응되는 외부면(116)이 경사져 상부로 갈수록 상기 측벽(114)의 두께가 감소되도록 구비될 수 있다.

이러한 구조는 상기 패키지 본체(110)를 사출성형시 금형으로부터 상기 측벽(114) 부위가 용이하게 탈거되도록 하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 수지포장부(140)와 접하는 내부면(115)쪽으로 이에 대응되는 외부면(116)만이 경사져 구비되어질 수도 있다.

상기 패키지 본체(110)의 상부면에는 렌즈(150)를 추가구비할 수도 있다.

상기 렌즈(150)는 그 표면의 곡률분포를 달리함으로써 상기 발광다이오드칩(130)으로부터 발산되는 빛의 각도를 조절하는 추가적인 수단으로 활용될 수 있다.

상기 렌즈(150)는 이를 구성하는 렌즈면의 평단면 외측테두리가 상기 측벽(114)의 평단면 외측테두리보다 바깥쪽에 구비되어 상기 렌즈(150)가 상기 측벽(114)을 포함하여 덮도록 구비될 수 있다.

이는 상기 측벽(114)이 투과성 재질로 이루어짐으로써 발광다이오드칩(130)으로부터 발산된 빛이 측벽(114)을 통과하여 측면으로도 발광될 수 있어 이를 조절하기 위한 렌즈면 또한 측면으로 발산되는 빛까지 커버할 수 있도록 하기 위함이다.

이로써 상기 발광다이오드 칩(130)으로부터 발산된 빛이 넓은 지향각을 갖고 발광되는 발광다이오드 패키지를 제공할 수 있게 된다.

그리고, 이러한 발광다이오드 패키지에 구비되는 렌즈(150)에 발광다이오드 칩(130)으로부터 발산된 빛이 도달하는 렌즈면의 영역이 넓어 광학설계시 자유도가 증가된다.

도 1은 일반적인 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

도 3는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

110 : 패키지 본체 112 : 오목부

114 : 측벽 115 : 내부면

116 : 외부면 120 : 리드 프레임

130 : 발광다이오드 칩 140 : 수지포장부

142 : 형광체 150 : 렌즈

Claims (9)

1. 오목부를 갖는 패키지 본체;

   상기 오목부의 저면에 노출되도록 상기 패키지 본체에 구비되는 리드 프레임;

   상기 리드 프레임에 전기적으로 연결되도록 상기 오목부의 저면에 실장되는 발광다이오드 칩; 및

   상기 오목부에 수지재가 충진되어 상기 발광다이오드 칩을 보호하는 수지포장부;를 포함하고,

   상기 오목부를 에워싸는 측벽은 상기 발광다이오드 칩으로부터 발광된 빛이 외부로 투과되는 광투과성 재질로 이루어진 발광다이오드 패키지.
2. 제1항에 있어서, 상기 측벽은 투명 또는 반투명 재질로 이루어진 사출물인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
3. 제1항에 있어서, 상기 측벽은 상기 패키지 본체의 성형시 일체로 사출성형되어 상기 리드 프레임을 지지하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
4. 제1항에 있어서, 상기 측벽은 상기 수지포장부와 접하는 내부면과 이에 대응되는 외부면이 경사져 상부로 갈수록 두께가 감소하는 것을 특징으로 하는 발광다 이오드 패키지.
5. 제1항에 있어서, 상기 수지포장부는 투명수지 또는 형광체가 혼합된 투명수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
6. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드 칩은 와이어 본딩 방식으로 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
7. 제1항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 플립칩 본딩 방식으로 상기 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
8. 제1항에 있어서, 상기 패키지 본체의 상부면에 렌즈가 추가구비되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
9. 제8항에 있어서, 상기 렌즈가 구성하는 렌즈면의 외측테두리는 상기 측벽의 외측테두리보다 바깥쪽에 구비되어 상기 렌즈가 상기 측벽을 덮는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.

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