KR20090046308A - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 특히, 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임과, 상기 리드프레임의 일부를 내부에 수용하고, 빛이 방사되도록 오픈된 방사창을 가지도록 형성된 패키지와, 상기 패키지 내부에 위치하는 리드프레임 상에 실장된 LED 칩과, 상기 LED 칩과 상기 리드프레임의 통전을 위한 전극 연결부 및 상기 패키지 내부에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재를 포함하되, 상기 패키지의 내부 측벽은 상기 패키지의 바닥면으로부터 방사창을 향하여 상기 바닥면에 대하여 소정 경사각을 갖는 제1 경사면과 이 보다 큰 경사각을 갖는 제2 경사면으로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.

발광다이오드, 패키지, 측벽, 휘도

Description

발광다이오드 패키지{Light Emitting Diode package}

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 휘도 특성을 갖는 리드프레임-몰드 방식의 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)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 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있음으로 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화기기 등에 사용된다.

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

이러한 SMD 방식의 발광다이오드 패키지는 그 사용도에 따라 탑뷰(Top view) 방식과 사이드뷰(Side view) 방식으로 제조되고 있다.

그러면, 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도 1은 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지를 나타낸 개략도로서, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지는 몰딩 에폭시 수지로 이루어진 패키지(10)를 가지며, 상기 패키지(10)의 소정면은 빛이 방사되기 용이하도록 오픈된 방사창(도시하지 않음)이 형성되고, 다른 면에는 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 장착되도록 한 쌍 이상의 리드 단자로 이루어진 리드프레임(50)의 일부가 돌출되어 있다. 또한, 상기와 같이 구성된 패키지(10)의 내부에는 LED 칩(30)이 그 발광면이 상기 방사창(도시하지 않음)을 향하도록 배치되며, 전극 연결부(40)인 와이어에 의해 상기 리드프레임(50)과 LED 칩(30)이 연결되어 있다.

도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 잘라 도시한 도면으로서, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 상세히 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지는 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임(50)과, 상기 리드프레임(50)의 일부를 내측에 수용하도록 몰딩 에폭시 수지로 형성된 패키지(10)와, 상기 패키지(10) 내부에 수용된 리드프레임(50) 상에 실장된 하나 이상의 LED 칩(30)과, 상기 LED 칩(30)과 상기 리드프레임(50)의 통전을 위한 전극 연결부(40)와, 상기 패키지(10) 내부에 충진되어 LED 칩(30) 및 전극 연결부(40)를 보호하는 몰딩재(20)로 이루어진다.

특히, 상기 LED 칩(30)을 보호하기 위한 몰딩재(20)는 구현하려는 LED 칩의 색상에 따라 투명 재료나 형광체가 포함되어 있는 투광성 수지로 이루어져 있다.

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 발광다이오드 패키지의 내부 구조는 휘도와 휘도의 각 분포에 큰 영향을 미치게 된다.

그런데, 상술한 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지는 그 내부 측벽이 하나의 경사각을 갖는 경사면으로 이루어져 있는 바, 그 구조에 따라 넓은 휘도 분포를 갖는다.

그러나, 넓은 휘도 분포를 갖게 되면, LED 칩에서 발광하는 광이 패키지의 내부에서 사방으로 산란되기 때문에 패키지의 방사창을 향하여 추출되는 광의 효율이 낮은 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, LED 칩을 실장하는 패키지의 내부 측벽의 구조를 변경하여 LED 칩에서 발광하는 광의 경로를 조절함으로써, 고휘도 특성을 갖는 발광다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임과, 상기 리드프레임의 일부를 내부에 수용하고, 빛이 방사되도록 오픈된 방사창을 가지도록 형성된 패키지와, 상기 패키지 내부에 위치하는 리드프레임 상에 실장된 LED 칩과, 상기 LED 칩과 상기 리드프레임의 통전을 위한 전극 연결부 및 상기 패키지 내부에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재를 포함하되, 상기 패키지의 내부 측벽은 상기 패키지의 바닥면으로부터 방사창을 향하여 상기 바닥면에 대하여 소정 경사각을 갖는 제1 경사면과 이 보다 큰 경사각을 갖는 제2 경사면 으로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.

또한, 상기 본 발명의 발광다이오드 패키지에서, 상기 제1 경사면은 30° 내지 60°범위의 경사각을 갖는 것이 바람직하고, 상기 제2 경사면은 45° 내지 90°범위의 경사각을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명은 패키지의 내부 측벽을 패키지의 바닥면에서 방사창을 향하여 LED 칩이 실장된 바닥면에 대하여 소정의 경사각을 갖는 제1 경사면과 이보다 큰 경사각을 갖는 제2 경사면으로 구분하여 LED 칩에서 발광하는 광의 경로를 방사창을 향하도록 조절함으로써, 고휘도 특성을 갖는 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 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지 의 구조에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 잘라 도시한 도면으로서, 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 상세히 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는, 중앙에 캐비티(cavity)가 형성된 패키지(10)를 가지며, 상기 패키지(10)의 소정면은 빛이 방사되기 용이하도록 오픈된 방사창이 형성되고, 다른 면에는 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 장착되도록 한 쌍 이상의 리드 단자로 이루어진 리드프레임(50)이 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 상기 패키지(10)는 내부에 상기 리드프레임(50)의 일부분을 내부에 수용하고 있으며, 나머지 일부분은 외부로 노출시키고 있다.

특히, 본 발명에 따른 상기 패키지(10)는 내부 측벽 즉, 패키지(10)의 중앙에 형성된 캐비티의 측벽이 상기 패키지(10)의 바닥면에서부터 방사창을 향하여 바닥면에 대하여 소정 경사각을 갖는 제1 경사면(10a)과 상기 제1 경사면(10a)의 경사각 보다 큰 경사각을 갖는 제2 경사면(10b)으로 구분되어 있다. 이때, 상기 제1 경사면(10a)은 30° 내지 60°범위의 경사각을 갖는 것이 바람직하고, 상기 제2 경사면(10b)은 45° 내지 90°범위의 경사각을 갖는 것이 바람직하다.

이는 상기 제1 경사면(10a)을 후술하는 LED 칩에서 발광하는 광을 패키지(10)의 방사창을 향하도록 조절하는 광 경로 조절 수단으로 사용하여 LED 칩에서 발광하는 광의 추출 효율을 향상시키기 위함이다.

또한, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 상기 패키지(10)의 서로 다른 경사각을 갖는 제1 경사면(10a)과 제2 경사면(10b)을 통해 내부 측벽이 하나의 경사각으로 형성된 경사면으로 이루어진 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지(도 2 참조) 보다 패키지(10)의 내부 측벽에 형성할 수 있는 경사의 폭을 더 넓게 형성할 수 있으며, 그 결과 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지 보다 우수한 휘도 특성을 얻을 수 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 패키지(10)의 내부에는 상기 LED 칩(30)이 그 발광면이 상기 패키지(10)의 방사창을 향하도록 배치되며, 전극 연결부(40)에 의해 상기 리드프레임(50)과 LED 칩(30)이 전기적으로 연결되어 있다.

이때, 상기 전극 연결부(40)는, 상기 LED 칩(30)과 리드프레임(50)을 전기적으로 연결하기 위한 연결 수단으로, 본 실시예에서는 와이어를 사용하였으나, 이는 소자의 특성 및 공정 조건에 따라 도전성 접착제 또는 범프볼 등으로 이루어질 수도 있다.

특히, 상기 도전성 접합제는, 와이어에 비해 LED 칩(30)을 리드프레임(50) 상에 보다 안정적으로 고정시킬 수 있는 동시에 LED 칩(30)이 와이어 등과 같은 별도의 연결배선 없이 리드프레임(50)과 전기적으로 연결되므로, 별도의 연결배선에 의해 패키지의 발광면이 손실되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 도전성 접합제는 상기 LED 칩(30)에서 발생하는 열의 방열 특성을 향상시키기 위하여 열전도율이 높은 도전성 물질, 예를 들어 은(Ag)과 같은 물질로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 LED 칩(30)이 실장된 패키지(10) 내부에는 LED 칩(30) 및 전극 연결부(40)를 보호하는 몰딩재(20)가 충진되어 있다. 여기서, 상기 몰딩재(20)는, 상기 패키지(10)에 실장된 LED 칩(30)에서 발광하는 빛을 외부로 투과시키기 위해 투명 에폭시, 실리콘 또는 형광체 혼합물 중 선택된 어느 하나로 이루어져 있으며, 이는 상기 LED 칩(30)에서 발생하는 열의 일부분 즉, 상기 리드프레임(50)을 통해 방열되는 열 이외의 열을 외부로 방열시키는 역할 또한 한다.

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 패키지의 구조를 나타낸 개략도.

도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 잘라 도시한 도면으로서, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 상세히 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 나타낸 개략도.

도 4는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 잘라 도시한 도면으로서, 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 상세히 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 패키지 20 : 몰딩재

30 : LED 칩 40 : 전극 연결부

50 : 리드프레임

Claims (3)

1. 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임;

   상기 리드프레임의 일부를 내부에 수용하고, 빛이 방사되도록 오픈된 방사창을 가지도록 형성된 패키지;

   상기 패키지 내부에 위치하는 리드프레임 상에 실장된 LED 칩;

   상기 LED 칩과 상기 리드프레임의 통전을 위한 전극 연결부; 및

   상기 패키지 내부에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재;를 포함하되,

   상기 패키지의 내부 측벽은 상기 패키지의 바닥면으로부터 방사창을 향하여 상기 바닥면에 대하여 소정 경사각을 갖는 제1 경사면과 이 보다 큰 경사각을 갖는 제2 경사면으로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 경사면은 30° 내지 60°범위의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2 경사면은 45° 내지 90°범위의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.

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