KR20090040097A - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 특히, 한 쌍 이상의 전극을 가지면서, 몰딩재 충진 공간을 정의하도록 형성된 패키지와, 상기 패키지 내부의 전극 상에 실장된 하나 이상의 LED 칩과, 상기 LED 칩과 상기 전극의 통전을 위한 전극 연결부와, 상기 패키지 내부에 충진되되, 형광체 분말이 함유된 몰딩재 및 상기 패키지의 외부면에 코팅된 불소수지를 포함하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.

발광다이오드, 패키지, 몰딩재, 불소수지

Description

발광다이오드 패키지{Light Emitting Diode package}

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 환경으로부터 환경적 영향이 최소화된 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 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 발광다이오드 중 형광체 분말을 이용하여 고유 발광색의 파장을 변환시켜 원하는 발광색을 얻는 파장변환형 발광다이오드라 하며, 특히 백색 구현을 위한 파장변환형 발광다이오드는, 조명장치 또는 디스플레이 장치의 백라이트를 대체할 수 있는 고출력, 고효율 광원으로서 적극적으로 개발되고 있다.

특히, 정보 통신기기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며, 발광 다이오드도 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)에 직접 실장하기 위하여 표면실장소자(Surface Mount Device, 이하, SMD라 한다)형으로 만들어지고 있다.

그러면, 이하 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지(100)는, 한 쌍의 리드 단자로 형성된 리드 프레임(150)과, 상기 리드 프레임(150)의 일부를 내측에 수용하도록 합성수지재로 형성된 패키지(110)와, 상기 패키지(110) 내부의 위치하는 리드 프레임(150) 상에 실장된 LED 칩(130)과, 상기 LED 칩(130)과 상기 리드 프레임(150)의 통전을 위한 전극 연결부(140)와, 상기 패키지(110) 내부에 충진되어 LED 칩(130) 및 전극 연결부(140)를 보호하는 몰딩재(120)로 이루어진다.

한편, 일반적으로 LED 칩의 특성을 결정하는 일반적인 기준은 색(color), 휘도, 휘도의 세기 범위 등이며, 이러한 LED 칩의 특성은 1차적으로 LED 칩에 사용되는 화합물 반도체의 재료에 의해 결정되지만, 부수적으로 LED 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조 및 그에 채워진 몰딩재에 영향을 받는다. 특히, 이러한 LED 패키지 구조의 내부에 충진된 몰딩재는 휘도와 휘도의 각 분포에 큰 영향을 미치게 된다.

그런데, 종래 기술에 따른 몰딩재는 형광체 분말이 함유된 실리콘 수지로 이루어져 있으며, 이러한 실리콘 수지는 아래 표 1에 나타낸 바와 같이, 상온에서 수분(H₂) 및 공기의 투과율이 47 및 26으로 비교적 높다.

이에 따라, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지는 몰딩재를 이루는 실리콘 수지를 통해 외부 환경 즉, 외부 수분이나 외부 공기가 쉽게 침투되어 몰딩재에 의해 보호되고 있는 LED 칩 및 몰딩재 내에 함유된 형광체가 침투된 수분 또는 공기에 의해 열화되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 실리콘 수지로 이루어진 몰딩재가 내부에 충진된 패키지의 외부면을 불소 수지로 코팅하여 외부 수분 및 공기가 몰딩재 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하 는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 한 쌍 이상의 전극을 가지면서, 몰딩재 충진 공간을 정의하도록 형성된 패키지와, 상기 패키지 내부의 전극 상에 실장된 하나 이상의 LED 칩과, 상기 LED 칩과 상기 전극의 통전을 위한 전극 연결부와, 상기 패키지 내부에 충진되되, 형광체 분말이 함유된 몰딩재 및 상기 패키지의 외부면에 코팅된 불소수지를 포함하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.

또한, 상기 본 발명의 발광다이오드 패키지에서, 상기 몰딩재는 투명 에폭시 또는 실리콘 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 발광다이오드 패키지에서, 상기 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(poly Tetra Fluoro Ethylene), 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체, 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 발광다이오드 패키지에서, 상기 불소수지는 딥핑 방식 또는 스프레이 방식을 통해 형성될 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 발광다이오드 패키지에서, 상기 패키지는 한 쌍의 전극이 형성된 리드프레임의 일부가 내측에 수용되어 있는 투명 합성수지재 또는 불투명 합성수지재로 이루어지거나, 한 쌍 이상의 전극이 인쇄되어 있는 PCB 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 패키지의 외부면에 코팅된 불소수지를 통해 외부 환경으로부터 패키지 내부에 위치하는 LED 칩 및 형광체가 열화되는 것을 방지하여 특성 및 신뢰성이 높은 발광다이오드 패키지를 구현할 수 있다.

본 발명의 발광다이오드 패키지에 대한 구체적인 기술적 구성에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

실시예

도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는, 투명 합성수지재 또는 불투명 합성수지재 둘 중 어느 하나로 이루어진 패키지(110)를 가지며, 상기 패키지(110)의 소정면은 빛이 방사되기 용이하도록 오픈된 방사창이 형성되고, 다른 면에는 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 장착되도록 한 쌍의 리드 단자가 하나 이상 형성된 리드 프레임(150)의 일부분이 돌출되어 있 다.

그리고, 상기와 같이 구성된 패키지(110)의 내부에는 LED 칩(130)이 그 발광면이 상기 방사창을 향하도록 배치되며, 이는 와이어와 같은 전극 연결부(140)에 의해 상기 리드 프레임(150)과 연결되어 있다.

이때, 상기 전극 연결부(140)는, 상기 LED 칩(130)과 리드 프레임(150)을 전기적으로 연결하기 위한 연결 수단으로, 소자의 특성 및 공정 조건에 따라 와이어가 아닌 도전성 접착제 또는 범프 볼 등으로 이루어질 수도 있다.

상기 패키지(110) 내부에는 형광체 분말이 함유된 몰딩재(120)가 충진되어 있다. 여기서, 상기 몰딩재(120)는, 상기 패키지(110)에 실장된 LED 칩(130)에서 발광하는 빛을 외부로 투과시키기 위해 투명 에폭시 또는 실리콘 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 몰딩재(120)가 충진된 패키지(110)의 외부면에는 외부 환경으로부터 발광다이오드 패키지(100)를 보호하기 위한 불소수지(200)가 코팅되어 있다.

보다 상세하게, 본 발명에 따른 상기 불소수지(200)는 상기 패키지(110)의 외부로 돌출된 리드 프레임(150)을 제외한 상기 패키지(110)의 외부 전면에 코딩되어 있으며, 외부 공기의 투과율이 낮은 폴리테트라플루오르에틸렌, 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체, 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체 등으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 불소수지(200)를 이루는 테트라플루오르에틸렌 수지는 아래 표 2를 참 조하면, 산소 투과율이 0.0004×10^-9(0.00003×10^-9)으로 2.4×10^-9(0.18×10^-9)인 몰딩재(120)를 이루는 메틸 실리콘 고무보다 매우 낮음을 알 수 있다.

또한, 상기 불소수지(200)는 Ketone 등과 같은 극성 용매에 불소를 녹여 딥핑(dipping) 방식 또는 스프레이(spray) 방식을 이용하여 용이하게 코팅될 수 있다.

다시 말하여, 본 발명에 따른 상기 불소수지(200)는 몰딩재(120)의 표면에 위치하여 공기 또는 수분이 그 내부로 침투되는 것을 방지하여 외부 환경으로부터 발광다이오드 패키지(100)를 안전하게 보호할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 불소수지(200)는 그 자체적인 특성 상, 그 표면에 외부의 미세 먼지가 증착되는 최소화하여 방사창을 통해 방사되는 광의 휘도를 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 한 쌍의 전극이 형성된 리드프레임의 일부가 내측에 수용되어 있는 투명 합성수지재 또는 불투명 합성수지재로 이루어진 패키지를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 이에 한정되지 않고, 상기 패키지는 한 쌍 이상의 전극이 인쇄되어 있는 PCB 또는 세라믹으로 이루어질 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발광다이오드 패키지 120 : 몰딩재

130 : LED 칩 140 : 전극 연결부

150 : 리드 프레임 200 : 불소수지

Claims (6)

1. 한 쌍 이상의 전극을 가지면서, 몰딩재 충진 공간을 정의하도록 형성된 패키지;

   상기 패키지 내부의 전극 상에 실장된 하나 이상의 LED 칩;

   상기 LED 칩과 상기 전극의 통전을 위한 전극 연결부;

   상기 패키지 내부에 충진되되, 형광체 분말이 함유된 몰딩재; 및

   상기 패키지의 외부면에 코팅된 불소수지;를 포함하는 발광다이오드 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 몰딩재는 투명 에폭시 또는 실리콘 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌, 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체, 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 발광다이오드 패키지.
4. 제3항에 있어서,

   상기 불소수지는 딥핑 방식 또는 스프레이 방식을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 패키지는 한 쌍의 전극이 형성된 리드프레임의 일부가 내측에 수용되어 있는 투명 합성수지재 또는 불투명 합성수지재로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
6. 제1항에 있어서,

   상기 패키지는 한 쌍 이상의 전극이 인쇄되어 있는 PCB 또는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.

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