KR20090044306A - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

발광다이오드 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제너다이오드에 의한 광의 흡수를 방지하여 광효율을 개선한 발광다이오드 패키지를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 캐비티를 구비한 패키지 본체; 상기 캐비티의 바닥면에 실장된 제너다이오드; 광을 발하는 발광다이오드; 및 상기 제너다이오드와 상기 발광다이오드사이에 형성되되, 상기 제너다이오드가 상기 발광다이오드에서 발한 광의 흡수를 방지하기 위해 형성된 댐부를 포함한다.
제너다이오드, 발광다이오드, 댐부, 광효율, 흡수, 방지, 홈, 실장

Description

발광다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제너다이오드와 발광다이오드 사이에 형성된 댐부에 의해 상기 제너다이오드로 향하는 광을 외부로 반사시킴으로써 광효율을 개선한 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 발광다이오드는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, LED는 저전압, 저전류로 연속 발광이 가능하고 소비전력이 작은 이점 등 기존의 광원에 비해 많은 이점을 갖고 있다.
특히, 발광다이오드는 각종 표시장치, 백라이트 광원 등에 널리 사용되고 있으며, 최근, 적, 녹, 청색광을 각각 방출하는 3개의 발광 다이오드 칩들을 이용하거나, 또는 형광체를 사용하여 파장을 변환시킴으로써 백색광을 방출하는 기술이 개발되어 조명장치로도 그 적용 범위를 넓히고 있다.
위와 같은 발광다이오드는 통상 패키지 구조로 제조되며, 종래의 발광다이오드 패키지는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 리드(1, 2)를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 리드(1, 2)는 상부 패키지 본체(3a)와 하부 패키지 본체(3b)로 이루 어진 패키지 본체(3)에 의해 지지된다. 상기 패키지 본체(3)는 캐비티(5)를 구비하며, 캐비티(5)의 실장면에 발광다이오드(6)와 제너다이오드(9)를 실장하고 제 1 및 제 2 와이어(7a, 7b) 본딩을 한 상태에서 봉지부재(8)를 형성함에 따라 패키지 구조로 완성된다.
이러한 발광다이오드 패키지는 외부로부터 유입된 정전기에 의한 정전 방전(electrostatic discharge)을 방지하기 어려우며, 따라서 발광다이오드(6)의 손상이 유발되기 쉬워 소자의 신뢰성을 저하시킨다. 이에 따라 발광다이오드를 패키지할 때, 정전 방전을 방지하기 위해 별개의 제너다이오드(9)를 발광다이오드(6)와 함께 장착하여 사용한다.
그러나, 제너다이오드(9)는 검은색 계열로, 발광다이오드(6)로부터 상기 제너다이오드(6)로 향하는 광을 흡수하여 광량을 저하시킨다.
또한, 발광다이오드 패키지는 광효율을 높게 하기 위하여 캐비티(5)의 내벽(4)이 경사지도록 설계되어야 하나, 제 1 및 제 2 본딩와이어의 위치를 확보하면서 캐비티(5)의 내벽(4)을 경사지도록 설계하는데 제한이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제너다이오드에 의한 광의 흡수를 방지하여 광효율을 개선한 발광다이오드 패키지를 제공하는데 있다. 즉, 제너다이오드와 발광다이오드 사이에 형성된 댐부에 의해 상기 제너다이오드로 향하는 광을 반사시킴으로써 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 리드에 형성된 홈에 제너다이오드를 실장함으로써 상기 발광다이오드에서 발한 광의 흡수를 막을 수 있어 광효율을 향상시킬 수 있다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 캐비티를 구비한 패키지 본체; 상기 캐비티의 바닥면에 실장된 제너다이오드; 광을 발하는 발광다이오드; 및 상기 제너다이오드와 상기 발광다이오드사이에 형성되되, 상기 제너다이오드가 상기 발광다이오드에서 발한 광의 흡수를 방지하기 위해 형성된 댐부를 포함한다.
본 실시예에 따라, 상기 댐부는 상기 발광다이오드로부터 발한 광을 외부로 반사시킬 수 있으며, 그 댐부는 상기 발광다이오드와 마주하는 부분을 경사지게 형성함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 다른 발광다이오드 패키지는 캐비티를 구비한 패키지 본체; 상기 캐비티의 바닥면에 실장된 제너다이오드; 및 광을 발하는 발광다이오드를 포함하되, 상기 제너다이오드는 상기 캐비티의 바닥면에 마련된 리드들 중 어느 하나의 리드에 형성된 홈에 실장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 종래 캐비티의 내벽을 유지하면서 제너다이오드와 발광다이오드 사이에 형성된 댐부에 의해 발광다이오드에서 발한 광을 반사시킴으로써, 본딩와이어의 위치를 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 제너다이오드로 인한 광의 흡수를 막을 수 있는 효과가 있다. 특히, 상기 댐부를 경사지게 형성함으로써 발광다이오드에서 발하는 광출력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 리드에 형성된 홈에 제너다이오드를 실장함에 따라 제너다이오드로 인한 광의 흡수 또는 반사율 저하로 인해 소멸되는 광을 개선한 효과도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2의 발광다이오드 패키지의 등가회로도이다.
도 2를 참조하면, 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드, 즉 제 1 및 제 2 리드(11, 12)를 포함한다. 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 인청동판으로 제작된 리드프레임으로부터 형성되며, 그 표면은 광반사율을 높이기 위해 은(Ag) 도금되어 있다. 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 패키지 본체(13)에 의해 지지된다. 패키지 본체(13)는 전형적으로 열가소성 수지를 삽입 몰딩하여 형성할 수 있다. 또한, 패키지 본체(13)의 재질은 예를 들면, 플라스틱 재질, 세라믹 재질로, 발광다이오드 패키지 내부 구조를 다양하게 설계할 수 있다.
설명의 편의상, 패키지 본체(13)는 제 1 및 제 2 리드(11, 12)의 위치를 기준으로 상부 패키지 본체(13a)와 하부 패키지 본체(13b)로 구분될 수 있다.
상부 패키지 본체(13a)는 제 1 및 제 2 리드(11, 12)를 노출시키는 캐비티(15)를 갖는다. 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 캐비티(15)의 바닥, 즉 하부 패키지 본체(13b) 상에 위치하며, 캐비티(15) 내에서 서로 이격되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 외부 전원에 전기적으로 연결되기 위해 각각 패키지 본체(13)의 외부로 돌출되어 있다. 외부로 돌출된 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 절곡될 수 있다.
상기 캐비티(15)의 내벽(14)은 발광다이오드(16)에서 방출된 빛을 외부로 반사하도록 일정한 경사면을 갖는다. 상기 발광다이오드(16)가 상기 캐비티(15)의 바닥면에 실장된다. 이때, 도시한 바와 같이, 상기 발광다이오드(16)는 상기 제 2 리드(12) 상에 도전성 접착제에 의해 부착될 수 있다. 상기 도전성 접착제는 은 에폭시(Ag epoxy)일 수 있다. 이에 더하여, 상기 발광다이오드(16)는 제 1 본딩와이어(17a)를 통해 제 1 리드(11)에 접속될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광다이오 드(16)는 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)에 전기적으로 연결된다.
외부로부터 유입된 정전기에 의한 정전 방전(electrostatic discharge)을 방지하기 위해 상기 발광다이오드(16)와 함께 제너다이오드(19)가 실장된다. 상기 제너다이오드(19)는 상기 제 1 리드(11)상에 부착될 수 있으며, 그 제너다이오드(19)는 제 2 본딩와이어(17b)를 통해 제 2 리드(12)에 접속될 수 있다. 이에 따라, 상기 제너다이오드(19)는 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)에 전기적으로 연결된다.
이와 같은 발광다이오드(16)와 제너다이오드(19)는 도 3 에 도시된 회로와 같이 역병렬로 연결된다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)에 전원을 연결하여 순방향 전압을 인가하면, 발광다이오드(16)에 순방향 전압이 인가되어 광이 방출된다. 한편, 제너다이오드(19)는 발광다이오드(16)의 순방향 전압이 과도하게 증가하는 것을 방지하여 발광다이오드(16)가 과전압에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 발광다이오드(16)와 상기 제너다이오드(19) 사이에는 댐부(131)가 형성된다. 상기 댐부(131)는 패키지 본체(13)와 일체로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 댐부(131)는 상기 발광다이오드(16)에서 발한 광을 외부로 반사시킬 수 있으며, 상기 댐부(131)의 일면이 상기 발광다이오드(16)와 마주하는 부분이 경사지게 형성될 수 있다. 이때, 상기 발광다이오드(16)와 마주하는 부분은 경사도를 조절할 수 있으며, 상기 캐비티(15)의 내벽(14)보다 더 경사지게 형성함이 바람직하다. 이에 따라, 상기 발광다이오드(16)에서 제너다이오드(19)로 향하는 광이 상기 댐부(131)의 경사진 면에 의해 반사되어 외부로 방출시킬 수 있다. 즉, 발광다이오드(16)에서 발한 광이 댐부(131)에 의해 제너다이오드(19)로 흡수되지 않고 외부로 방출시킬 수 있어, 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광다이오드(16)와 마주하는 부분의 경사도를 조절하여 광효율을 높일 수 있다.
상기 캐비티(15)에는 봉지부재(18)가 채워진다. 상기 봉지부재(18)는 상기 캐비티(15)의 바닥면에 실장된 발광다이오드(16) 및 제너다이오드(19) 상부를 덮는다. 또한, 봉지부재(18)는 제 1 및 제 2 본딩와이어(17a, 17b)로 구분된 본딩와이어(17)를 덮을 수 있으며, 더 나아가, 발광다이오드(16) 및 제너다이오드(19) 사이에 형성된 댐부(131)를 덮을 수 있다. 이때, 봉지부재(18)는 투광성 수지, 예컨대 실리콘 수지, 에폭시 수지일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 더하여, 상기 봉지부재(18)의 상부면은 도 2에 도시된 바와 같이 평평한 면일 수도 있으며, 일정한 곡률을 가질 수도 있다. 또한, 상기 봉지부재(18)는 적어도 하나의 형광체를 함유할 수 있다. 이러한 형광체는 발광다이오드(16)에서 방출된 빛의 파장을 변환시키기 위해 채택된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 제너다이오드로 향하는 광의 흡수를 방지하여 광효율을 향상시킬 수 있다는 점에서 상술한 본 발명의 일 실시예와 마찬가지이다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 댐부가 없고 제너다이오드의 실장 위치가 상술한 본 발명의 일 실시예와 달리 변형되었으므로 이 어지는 설명에서는 그 차이점 위주로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 캐비티(15)를 갖는 패키지 본체(13), 상기 캐비티(15)에 수용되는 발광다이오드(16) 및 제너다이오드(19), 상기 발광다이오드(16) 및 제너다이오드(19)를 덮는 봉지부재(18)를 포함한다. 상기 발광다이오드(16) 및 제너다이오드(19)에 전류를 인가하기 위한 제 1 및 제 2 리드(11, 12) 중 제너 다이오드(19)가 실장될 리드, 예를 들면 제 1 리드(11)에는 홈(111)이 형성되어 있다. 상기 홈(111)은 상기 제너다이오드(19)가 수용될 정도의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 제너다이오드(19)가 홈(111)에 수용된 채 노출되지 않기 때문에 제너다이오드(19)로 향한 광의 흡수를 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 도 2의 발광다이오드 패키지의 등가회로도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 제 1 리드 12 : 제 2 리드
13 : 패키지 본체 131 : 댐부
14 : 내벽 15 : 캐비티
16 : 발광다이오드 17 : 본딩와이어
18 : 봉지부재 19 : 제너다이오드

Claims (4)

  1. 캐비티를 구비한 패키지 본체;
    상기 캐비티의 바닥면에 실장된 제너다이오드;
    광을 발하는 발광다이오드; 및
    상기 제너다이오드와 상기 발광다이오드사이에 형성되되, 상기 제너다이오드가 상기 발광다이오드에서 발한 광의 흡수를 방지하기 위해 형성된 댐부를 포함하는 발광다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐부는 상기 발광다이오드로부터 발한 광을 외부로 반사시키는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 댐부는 상기 발광다이오드와 마주하는 부분을 경사지게 형성한 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  4. 캐비티를 구비한 패키지 본체;
    상기 캐비티의 바닥면에 실장된 제너다이오드; 및
    광을 발하는 발광다이오드를 포함하되,
    상기 제너다이오드는 상기 캐비티의 바닥면에 마련된 리드들 중 어느 하나의 리드에 형성된 홈에 실장되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
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