KR20090095956A

KR20090095956A - Manufacturing method and product of lead frame for led package

Info

Publication number: KR20090095956A
Application number: KR20080021222A
Authority: KR
Inventors: 김선우; 장춘식
Original assignee: 주식회사 파워라이텍
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-10

Abstract

A manufacturing method and a product of a lead frame for a led package are provided to prevent radiant heat which is generated while being separated from the substrate by manufacturing a package terminal to be connected with the outside electrically. In a manufacturing method and a product of a lead frame for a led package, a wire connection part(34) is electrically connected to a radiation pad part(32) and a chip which is mounted on the radiation pad part. The package terminal(36) is extended to a wire connection unit while being connected with the outside electrically. A high power emitting diode package unit module is arranged on the lead frame in order. A part of the lead frame is protruded so that the wire connection part is formed.

Description

MANUFACTURING METHOD AND PRODUCT OF LEAD FRAME FOR LED PACKAGE

본 발명은 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드 칩을 부착하기 위한 방열패드부와 외부와 전기적으로 연결되기 위한 패키지 단자부를 동일 평면상에 위치하도록 제조하여 기판과의 이격되어 발생하는 방열의 불량을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 리드 프레임에 사출되어 형성되는 본체와 면적이 확장되도록 결합시켜 더욱 견고하게 리드 프레임과 본체를 결합시킬 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a lead frame for a high power light emitting diode package and a lead frame, and more particularly, to a heat dissipation pad portion for attaching a light emitting diode chip and a package terminal portion for electrically connecting to the outside. Not only can it prevent the failure of heat dissipation caused by being spaced apart from the substrate in advance, but also the body and the body formed by being injected into the lead frame can be combined to expand the area can be more firmly coupled to the lead frame and the body The present invention relates to a method for manufacturing a lead frame for a high power light emitting diode package and a lead frame.

근래에 들어 발광다이오드는 광통신 및 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 발광다이오드는 전기에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드갭에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성된다.Recently, light emitting diodes have been used in various fields such as optical communication and display. The light emitting diode is a semiconductor device that converts electrical energy into light energy, and is composed of a compound semiconductor that emits light of a specific wavelength according to an energy band gap.

상기와 같은 종래의 발광다이오드는 사용목적 및 요구되는 형태에 따라 패키 지 형태로 제공되는데, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 칩을 전극패턴이 형성된 기판 또는 리드 프레임 상의 방열패드부(32)에 실장한 후에 상기 칩의 단자와 전극패턴(또는 리드)를 전기적으로 연결하고, 그 상부에 에폭시, 실리콘 또는 그 조합 등을 사용하여 본체(10)를 형성하는 방식으로 제조된다. 즉, 발광다이오드 칩을 리드 프레임(lead frame)에 장착(mount) 해주며 소자의 극성을 연결해주는 공정과, 소자와 극성이 연결된 반제품에 캡을 씌우는 후 공정(package공정을 말함)과, 완성품에 대한 전기적 특성 및 외관을 테스트하는 테스트 공정을 포함한다.The conventional light emitting diode as described above is provided in the form of a package according to the purpose of use and the required shape, as shown in Figure 5a to 5d, the heat-radiation pad portion on the substrate or lead frame on the light emitting diode chip is formed After mounting on (32), the terminal and the electrode pattern (or lead) of the chip are electrically connected, and the main body 10 is formed by using epoxy, silicon, a combination thereof, or the like on top thereof. In other words, the LED chip is mounted on the lead frame and the polarity of the device is connected, and the capping process of the semi-finished product connected to the device is called a packaging process and the finished product. Test process for testing electrical properties and appearance.

한편, 고휘도 및 고출력의 발광소자를 구현하기 위해서는 패키지 내의 발광다이오드 칩에 의해서 발생된 열을 방열시키기 위하여 알루미늄 등의 소재의 히트싱크의 방열판상에 엘이디칩을 표면실장기법 등을 이용하여 제작하였다. 이때 고출력(1W이상)의 제품에 적용되는 경우에는 전기적 특성에 따른 높은 열저항(120℃)에 대한 전기적, 열적 스트레스를 받게되어 제품 소자의 특성변화가 쉽게 발생되고, 사용수명이 단축되는 문제점을 있었다.On the other hand, in order to implement a light emitting device of high brightness and high output, the LED chip was manufactured on the heat sink of the heat sink made of aluminum or the like by using a surface mount technique to dissipate heat generated by the light emitting diode chip in the package. In this case, when applied to products of high output (1W or more), the product is subjected to electrical and thermal stresses due to high thermal resistance (120 ° C) according to electrical characteristics, so that the characteristics of the product can be easily changed and the service life is shortened. there was.

따라서, 발광다이오드 칩을 방열시키기 위하여 종래의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임은 도 5d에 도시된 바와 같이, 리드 프레임에서 방열패드부(22)를 형성하여(Forming) 방열패드부(22)를 PCB(Printed Circuit Board: 이하 PCB라고 함) 기판과 접촉시켜 방열을 하도록 하거나, 리프프레임과는 별도로 두껴운 재질의 방열패드를 추가하여 포밍과정 없이 방열패드를 PCB기판과 접촉시켜 방열하는 구조를 취하였다.Accordingly, the lead frame for a conventional high output light emitting diode package to heat dissipate the LED chip is formed by forming a heat dissipation pad portion 22 in the lead frame as shown in FIG. 5D. (Printed Circuit Board: hereinafter referred to as PCB) The heat dissipation pad was contacted with the board or the heat dissipation pad was added separately from the leaf frame. .

그러나, 이러한 종래의 고출력 발광다이오드 패키지는 도 5b 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 본체(10)를 형성하는 사출을 한 후에 패키지 단자부(26)가 바닥면과 맞닿도록 하는 공정이 반드시 필요로 하게 되었고, 또한 패키지 단자부(26)를 절곡하는 공정 시 방열패드부(22)와 패키지 단자부(26)의 높이에 차이가 발생하여 방열패드부(22)가 PCB기판과 떨어져 있을 가능성이 생겨 열경로가 끊어지는 문제가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.However, such a conventional high power light emitting diode package, as shown in Figs. 5b to 5d, after the injection forming the main body 10 is required to make the process that the package terminal portion 26 is in contact with the bottom surface necessarily. In addition, during the bending of the package terminal part 26, a difference occurs in the heights of the heat dissipation pad part 22 and the package terminal part 26, which may cause the heat dissipation pad part 22 to be separated from the PCB substrate. There is a problem that frequently occurs breaking.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 방열패드부와 패키지 단자부를 연결하는 사출물 지지부(2)를 사출물 지지부를 포밍하여 형성함으로써 상기 방열패드부와 패키지 단자부의 높이차가 발생하는 것을 미연에 방지하여 방열패드부와 PCB기판과의 접촉불량에 의한 제품의 불량을 획기적으로 제거할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is formed by forming the injection molding support portion 2 connecting the heat radiation pad portion and the package terminal portion formed by the injection support portion height difference occurs in the heat radiation pad portion and the package terminal portion. The present invention provides a manufacturing method and a lead frame of a lead frame for a high power light emitting diode package that can prevent the defects of the product due to a poor contact between the heat radiation pad unit and the PCB substrate.

또한, 전력의 공급을 위한 리드 프레임의 특성상 분리될 수 밖에 없는 리드 프레임을 견고하게 고정할 수 있는 사출물 지지부의 형성하여 상기 리드 프레임이 사출물에서 떨어지고 위치를 이탈하여 발생하는 제품의 불량율을 최소화할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임을 제공하는 것이다.In addition, by forming an injection support that can firmly fix the lead frame can not be separated due to the nature of the lead frame for supply of power to minimize the defective rate of the product caused by the lead frame falling from the injection and out of position The present invention provides a method of manufacturing a lead frame for a high power light emitting diode package and a lead frame.

본 발명은 방열을 위한 방열패드부와, 상기 방열패드부에 안착되는 칩과 전기적으로 연결되기 위한 와이어 연결부와, 상기 와이어 연결부에서 연장되고 외부와 전기적으로 연결하기 위한 패키지 단자부를 포함하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법에 있어서, 상기 리드 프레임에 고출력 발광다이오드 패키지 단위 모듈이 규칙적으로 배열되도록 절단하는 트리밍단계와, 상기 방열패드 부와 패키지 단자부를 제외한 상기 와이어 연결부가 형성되도록 리드 프레임의 일측면으로 돌출시키는 포밍단계를 포함하여 구성되고, 상기 포밍단계는, 상기 돌출되는 부분에 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부를 적어도 한군데 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a high power light emitting diode including a heat dissipation pad part for heat dissipation, a wire connection part for electrically connecting the chip seated on the heat dissipation pad part, and a package terminal part extending from the wire connection part and electrically connected to the outside. In the manufacturing method of the package lead frame, a trimming step of cutting the high output light emitting diode package unit module regularly arranged in the lead frame, and one of the lead frame so that the wire connecting portion except the heat dissipation pad portion and the package terminal portion is formed It comprises a forming step of protruding to the side, wherein the forming step, characterized in that the inclined to a predetermined slope to the projecting portion to form at least one injection support for increasing the injection force and the bonding force.

한편, 본 발명은 위와 같은 방법으로 제조된 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention is characterized by a lead frame for a high power light emitting diode package manufactured by the above method.

본 발명에 의하면, 발광다이오드 칩이 부착되는 방열패드부와 외부의 전극과 전원공급을 위해 연결되는 패키지 단자부의 높이 차이가 발생되는 것을 사전에 방지하여 효과적으로 상기 발광다이오드 칩에서 발생하는 열을 방열시키게 된다.According to the present invention, it is possible to prevent the height difference between the heat dissipation pad unit to which the light emitting diode chip is attached and the package terminal part connected to the external electrode and the power supply in advance to effectively dissipate heat generated from the light emitting diode chip. do.

또한, 리프 프레임에 사출되는 본체를 더욱 견고하게 결합시켜 리드 프레임의 이탈 등의 제품의 불량을 크게 감소시키는 효과가 있다.In addition, the main body that is injected into the leaf frame more firmly coupled there is an effect that greatly reduces the defect of the product, such as detachment of the lead frame.

또한, 리드 프레임의 스템핑 공정시 사출물 지지부를 포밍하여 사출이 후 별도의 패키지 단자부의 굴절공정이 필요 없어지게 되어 공정을 단순화하고, 생산성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, by molding the injection molding support part during the stamping process of the lead frame, the injection molding does not require a refraction process of a separate package terminal part, thereby simplifying the process and improving productivity.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임을 상세히 설명한다. 상기 도면의 구성 요소 들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a manufacturing method and a lead frame of a lead frame for a high power light emitting diode package of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of the drawings, the same components, even if displayed on the other drawings to have the same reference numerals as possible, it is known that it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention Detailed description of functions and configurations will be omitted.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지 모듈의 개략적인 구성도이고, 도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도이며, 도 2b는 도 1의 저면도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임이다.1 is a schematic configuration diagram of a high power light emitting diode package module according to an embodiment of the present invention, Figure 2a is a cross-sectional view of the AA line of Figure 1, Figure 2b is a bottom view of Figure 1, Figures 3a to Figure 3c illustrates a high output light emitting diode package according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4a and 4b illustrate a lead frame for a high output light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임은, 방열을 위한 방열패드부(32)와, 상기 방열패드부(32)에 안착되는 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되기 위한 와이어 연결부(34)와, 상기 와이어 연결부(34)에서 연장되고 외부와 전기적으로 연결하기 위한 패키지 단자부(36)를 포함하여 구성된다.A lead frame for a high power light emitting diode package according to an exemplary embodiment of the present invention may include a heat dissipation pad part 32 for heat dissipation, and a wire connection part electrically connected to a light emitting diode chip seated on the heat dissipation pad part 32. 34 and a package terminal portion 36 extending from the wire connection portion 34 and electrically connected to the outside.

특히 본 발명은 상기 와이어 연결부(34)와 패키지 단자부(36)를 연결하는 부분의 일정 부분이 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부(38)를 적어도 한군데 형성한다.In particular, the present invention forms at least one injection molding support portion 38 for increasing the coupling force and the injection molding by inclining a predetermined portion of the portion connecting the wire connecting portion 34 and the package terminal portion 36 to a predetermined slope.

한편, 본 발명은 상기 리드 프레임에 고출력 발광다이오드 패키지 단위 모듈이 규칙적으로 배열되도록 절단하는 트리밍단계와, 상기 방열패드부(32)와 패키지 단자부(36)를 제외한 상기 와이어 연결부가 형성되도록 리드 프레임의 일측면으로 돌출시키는 포밍단계를 포함하여 구성된다.On the other hand, the present invention is a trimming step of cutting so that the high power light emitting diode package unit module is regularly arranged on the lead frame, and the wire frame except for the heat radiation pad portion 32 and the package terminal portion 36 is formed of the lead frame It comprises a forming step of protruding to one side.

이때, 상기 돌출되는 부분에 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부(38)를 적어도 한군데 형성하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to form at least one injection molding support portion 38 for increasing the bonding force with the injection molding by tilting at a predetermined slope to the protruding portion.

상기 방열패드부(32)는, 도시되지 않은 발광다이오드 칩을 패이스트 등을 이용하여 부착하는 부분으로, 상기 발광다이오드 칩에서 발생하는 열을 리드 프레임을 통해 방열시키는 구조이다. 즉, 상기 발광다이오드 칩을 리드 프레임을 통해 전도받아 PCB기판을 통해 방열하는 구조이다.The heat dissipation pad unit 32 is a portion for attaching a light emitting diode chip (not shown) using paste or the like, and has a structure for dissipating heat generated from the light emitting diode chip through a lead frame. That is, the light emitting diode chip conducts heat through the lead frame and radiates heat through the PCB substrate.

상기 와이어 연결부(34)는, 상기 방열패드부(32)에 부착된 발광다이오드 칩과 와이어를 이용하여 전기적으로 연결하여 동작전원을 공급하도록 한다.The wire connection part 34 is electrically connected to each other using a light emitting diode chip attached to the heat dissipation pad part 32 and a wire to supply operating power.

상기 패키지 단자부(36)는 PCB기판에 실장된 후 전원을 공급받는 단자로 역할하며, 2단자 이상으로 구성된다.The package terminal part 36 serves as a terminal for receiving power after being mounted on a PCB board, and has two or more terminals.

상기 사출물 지지부(38)는, 상기 와이어 연결부(34)와 패키지 단자부(36) 사이에 일정한 기울기로 기울여져 형성된다. 즉, 사출 형성되는 본체(10)와 상기 패키지 단자부(36) 등의 리드 프레임과 접촉 면적을 확장하고, 굴곡된 부분을 형성하여 더욱 견고하게 결합하게 된다.The injection molding support part 38 is formed to be inclined at a predetermined slope between the wire connection part 34 and the package terminal part 36. That is, the contact area is extended with the lead frame such as the main body 10 and the package terminal part 36 to be injection-molded, and a curved portion is formed to more firmly bond.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드프레임은, 리드 프레임 스템핑(Lead frame Stamping) 시 도 4a에 도시된 바와 같이 일정한 패턴을 형성하도록 스템핑을 한다.Meanwhile, the lead frame for the high output light emitting diode package of the present invention configured as described above is stamped to form a constant pattern as shown in FIG. 4A during lead frame stamping.

그 후 상기 와이어 연결부(34)가 형성되도록 포밍(Forming)한다. 이때 포밍은 상기 와이어 연결부(34)를 형성하는 것으로, 상기 방열패드부(32)와 패키지 단 자부(36)는 항상 동일 평면상에 형성된다. 따라서, 상기 방열패드부(32)와 패키지 단자부(36)의 뒤틀림 등의 원인으로 기판에 대한 높이 차이가 형성되지 않기 때문에 상기 방열패드부(32)는 항상 PCB기판과 밀접하게 접촉하게 된다.Thereafter, the wire connection part 34 is formed to be formed. In this case, the forming is to form the wire connection part 34, and the heat dissipation pad part 32 and the package terminal part 36 are always formed on the same plane. Therefore, the height difference with respect to the substrate is not formed due to the warpage of the heat dissipation pad part 32 and the package terminal part 36, and thus the heat dissipation pad part 32 is always in intimate contact with the PCB substrate.

그 후 상기 발광다이오드 칩 안착과 와이어 본딩 및 본체(10)를 형성하는 사출 등의 과정을 수행한 후 도 3a 내지 도 3c와 같은 발광다이오드 패키지를 생산하게 된다. 여기서 상기 도면에는 발광다이오드 칩과 와이어 등의 도시는 생략되었다.Thereafter, the light emitting diode chip is mounted, wire bonding and injection molding to form the main body 10 are performed, and the light emitting diode package shown in FIGS. 3a to 3c is produced. In the drawings, illustrations of the light emitting diode chip and the wire are omitted.

한편, 상기와 같이 포밍된 리드 프레임은 패키지 단자부(36)가 PCB기판과 밀접하게 접촉되기 때문에 종래와 같이 굴곡의 공정이 필요하지 않게 된다. 즉, 도 도 5d에 도시된 바와 같이 패키지 단자부(26)를 본체(10)의 저면을 향하도로 하는 굴곡공정이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the lead frame formed as described above, since the package terminal portion 36 is in close contact with the PCB substrate, the bending process is not required as in the prior art. That is, as shown in FIG. 5D, the bending process of bringing the package terminal portion 26 toward the bottom of the main body 10 is not necessary.

따라서, 위 굴곡공정을 생략하여 생산성을 향상시키면서 방열패드부(32)와 패키지 단자부(36)의 PCB기판에 대한 높이의 차이를 제거하여 제품의 신뢰성을 크게 향상시키게 된다.Therefore, by eliminating the above bending process to improve the productivity of the heat dissipation pad portion 32 and the height difference of the PCB substrate of the package terminal portion 36 to the board substrate to greatly improve the reliability of the product.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention if it is obvious to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지 모듈의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a high power light emitting diode package module according to an embodiment of the present invention;

도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도,Figure 2a is a cross-sectional view of the line A-A of Figure 1,

도 2b는 도 1의 저면도,2B is a bottom view of FIG. 1,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지,3a to 3c is a high power light emitting diode package according to an embodiment of the present invention,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임,4a and 4b is a lead frame for a high power light emitting diode package according to an embodiment of the present invention,

도 5a 내지 도 5d는 종래의 일반적인 고출력 발광다이오드 패키지.5a to 5d is a conventional general high power light emitting diode package.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 본체 22, 32: 방열패드부10: main body 22, 32: heat dissipation pad portion

24, 34: 와이어 연결부 26, 36: 패키지 단자부24, 34: wire connection 26, 36: package terminal

38: 사출물 지지부38: injection support

Claims

A lead for high power light emitting diode package including a heat dissipation pad part for heat dissipation, a wire connection part for electrically connecting to a chip seated on the heat dissipation pad part, and a package terminal part extending from the wire connection part and electrically connected to the outside. In the manufacturing method of the frame,

A trimming step of cutting the lead frame so that a high power light emitting diode package unit module is regularly arranged;

And a forming step of protruding to one side of a lead frame such that the wire connection part is formed except the heat dissipation pad part and the package terminal part.

The forming step is a method of manufacturing a lead frame for a high power light emitting diode package, characterized in that the inclined at a predetermined slope to the projecting portion to form at least one injection support to increase the injection force and the bonding force.

A lead frame for a high power light emitting diode package, which is manufactured by the manufacturing method of claim 1.