KR20100033713A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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KR20100033713A
KR20100033713A KR1020080092712A KR20080092712A KR20100033713A KR 20100033713 A KR20100033713 A KR 20100033713A KR 1020080092712 A KR1020080092712 A KR 1020080092712A KR 20080092712 A KR20080092712 A KR 20080092712A KR 20100033713 A KR20100033713 A KR 20100033713A
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강석훈
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엘지이노텍 주식회사
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실시 예는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 캐비티를 포함하는 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 형성된 복수개의 전극; 상기 캐비티 내부의 상기 전극에 탑재된 발광 다이오드 칩; 상기 캐비티에 형성된 형광체가 첨가된 수지물을 포함하며, 상기 캐비티 내에서의 상기 수지물 영역은 상기 발광 다이오드 칩으로부터 500um 이내로 형성된다.
LED, 패키지

Description

발광 다이오드 패키지{Light emitting diode package}
실시 예는 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 등의 발광 소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는 통상 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어져 있다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
이러한 질화물 반도체 재료를 이용한 LED 혹은 LD의 광을 얻기 위한 발광 소자에 많이 사용되고 있으며, 핸드폰의 키패드 발광부, 전광판, 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다.
실시 예는 캐비티 내에서 형광체를 통해 방출되는 광의 경로를 보상할 수 있도록 한 발광 다이오드 패키지를 제공한다.
실시 예는 캐비티 내에서 형광체 영역이 발광 다이오드 칩과 일정 범위 내에 형성할 수 있도록 한 발광 다이오드 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광다이오드 패키지는 캐비티를 포함하는 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 형성된 복수개의 전극; 상기 캐비티 내부의 상기 전극에 탑재된 발광 다이오드 칩; 상기 캐비티에 형성된 형광체가 첨가된 수지물을 포함하며, 상기 캐비티 내에서의 상기 수지물 영역은 상기 발광 다이오드 칩으로부터 500um 이내로 형성된다.
실시 예는 패키지로부터 출사된 광 분포를 균일하게 하여, 패키지 광원의 품질을 개선시켜 줄 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)는 패키지 몸체(110), 캐비 티(115), 리드 프레임(122,124), 수지물(117)을 포함한다.
상기 패키지 몸체(110)는 PCB 타입, 세라믹 타입, 리드 프레임 타입 중에서 어느 한 타입으로 형성될 수 있다. 이하 제1실시 예는 리드 프레임 타입으로 설명한다.
상기 패키지 몸체(110) 내부에는 수평한 방향으로 관통된 복수개의 리드 프레임(122,124)이 배치되며, 상부(112)에는 캐비티(115)가 형성된다. 상기 캐비티(115)는 표면 형상이 정사각형 또는 원형 형태로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수개의 리드 프레임(122,124) 중 어느 한 리드 프레임(122) 위에는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(130)이 부착되며, 상기 발광 다이오드 칩(130)은 상기 리드 프레임(122,124)에 와이어 또는/및 플립 본딩 방식으로 연결된다.
상기 발광 다이오드 칩(130)은 청색 LED 칩을 포함하며, 또는 다른 유색의 LED 칩 또는 UV LED 칩을 포함할 수 있다.
상기 캐비티(115)에는 형광체가 첨가된 투명한 수지물(117)이 형성된다. 상기 수지물(117)은 실리콘 또는 에폭시 재료를 포함하며, 상기 형광체는 상기 발광 다이오드 칩(130)이 청색 LED 칩인 경우 황색 광을 방출하는 형광체를 첨가할 수 있다.
상기 캐비티(115)의 중앙에는 상기 발광 다이오드 칩(130)이 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩(130)과 캐비티 측면(114)과의 거리(D1)는 일정 거리(D1) 이내로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 거리(D1)는 상기 발광 다이오드 칩(130)과 캐비티 측면(114) 사이의 거리로서, 500um 이내로 형성될 수 있다.
또한 상기 캐비티(115)의 표면은 상기 수지물(117)의 표면일 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩(130)과 상기 수지물(117)의 표면 사이의 거리(D2)는 일정 거리 이내로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 거리 D2는 상기 발광 다이오드 칩(130)에서 광이 캐비티 외부로 방출되는 거리로서, 500um 이내로 형성될 수 있다.
상기 거리 D1과 거리 D2는 500um 이내로서, 서로 동일한 거리이거나 서로 다를 수 있다. 또한 상기 거리 D1 및 거리 D2는 상기 수지물(117)의 영역이거나 캐비티(115) 영역을 나타내는 것으로서, 상기 수지물(117)의 영역이 상기 발광 다이오드 칩(130)과의 최대 거리를 500um 이내가 되도록 형성할 수 있다.
상기 수지물(117)의 영역이 상기 발광 다이오드 칩(130)을 기준으로 500um 이내로 형성함으로써, 상기 발광 다이오드 칩(130)에서 방출된 광 중에서 형광체를 통해 캐비티 외부로 방출되는 광 경로와 상기 형광체를 통하지 않고 캐비티 외부로 방출되는 광 경로 간의 차이를 최소화시켜 줄 수 있다.
또한 상기 거리(D1,D2)에서 500um 이내라는 수치는 상기 발광 다이오드 칩(130)에서 방출된 광의 방출 경로가 상기 발광 다이오드 칩(130)에서 수직 방향인 제1경로(P1)와 사선 방향인 제2경로(P2)의 길이에 차이를 최소화하거나 유사한 값으로 설정하기 위한 수치이다.
상기 캐비티(115) 내에서의 광들의 방출 경로를 각 방향(측 방향, 상 방향, 사선방향)에 대해 유사하게 하여, 상기 발광 다이오드 칩(130)이 위치하는 중앙 영역과 이의 외주변 영역에서의 광의 분포의 차이를 개선시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광의 색 분포가 균일한 분포로 형성될 수 있다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 측 단면도이다. 상기 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)는 캐비티(115A)의 측면(114A)이 캐비티 바닥면을 기준으로 외측 방향으로 경사지게 형성되는 구조로서, 상단 폭이 하단 폭보다 넓게 형성된다. 상기 측면(114A)은 캐비티 바닥면에 수직한 축을 기준으로 외측 방향으로 0~30°로 형성될 수 있다.
상기 캐비티(115A)는 경사진 측면(114A)에 의해 광 반사량은 개선시켜 줄 수 있다. 또한 발광 다이오드 칩(130)과 수지물(117) 표면과의 거리(D2)를 500um 이내로 형성시켜 줌으로써, 형광체를 경유하는 광의 경로와 경유하지 않는 광 경로의 차이를 최소화시켜 줄 수 있다.
도 3은 제3실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 3을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100A)는 패키지 몸체(110A), 제1캐비티(116), 제2캐비티(117), 복수개의 전극층(122A,124A), 발광 다이오드 칩(130A), 제1수지물(140) 및 제2수지물(145)을 포함한다.
상기 패키지 몸체(110A)는 실리콘 재질의 wafer level package(WLP)로 이루어질 수 있으며, 다면체 형태로 이루어진다.
상기 패키지 몸체(110A)의 상부에는 제 1캐비티(116)가 형성되며, 상기 제 1 캐비티(116) 내의 중앙 하부에는 제 2캐비티(117)가 형성된다. 상기 제 1캐비티(116) 및 제 2캐비티(117)의 형상은 서로 다른 크기의 다각형, 원형, 타원형 등으로 형성될 수 있다. 상기 제 1캐비티(116) 및 제 2캐비티(117)는 건식 식각 또는/및 습식 식각 방식을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110A)의 제 1캐비티(116)의 측면(118)은 캐비티 바닥면에 수직한 축을 기준으로 외측 방향으로 경사지게 형성되어 광의 반사량을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 패키지 몸체(110A)의 제2캐비티(117)의 측면(117A)은 캐비티 바닥면에 수직한 축을 기준으로 외측 방향으로 0~30°의 각도로 형성될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110A)의 표면에는 복수개의 전극층(122A,124A)이 형성되며, 상기 전극층(122A,124A)은 서로 오픈된 구조로 형성된다.
상기 제 2캐비티(117)의 전극층(122A,124A)에는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(130A)이 탑재된다. 상기 발광 다이오드 칩(130A)은 와이어 또는 플립 방식으로 탑재될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다. 상기 발광 다이오드 칩(130A)은 청색 LED 칩과 같은 유색 LED 칩 또는 UV LED 칩으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2캐비티(117) 영역에는 제 2수지물(140)이 형성된다. 상기 제 2수지물(140)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명한 수지물에 형광체가 첨가된다. 여기서, 상기 형광체는 청색 LED 칩의 청색 광의 일부를 여기시켜 주는 황색 형광체이거나 적색 형광체와 녹색 형광체로 이루어질 수 있다. 또한 UV LED 칩에 대응하는 형광체는 레드 형광체, 그린 형광체 및 블루 형광체를 포함할 수 있다.
상기 제 1캐비티(116) 영역에는 제 1수지물(145)이 형성된다. 상기 제 1수지물(145)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명한 수지물로 형성된다.
상기 제 2수지물(140)은 표면이 플랫한 형태 또는 볼록한 형태로 형성될 수 있으며, 상기 제1수지물(145)는 표면이 플랫한 형태, 오목한 형태, 볼록한 형태 중 어느 한 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2수지물(145)의 표면에는 볼록 렌즈가 구비될 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(130A)과 상기 제2캐비티 측면(117A)과의 거리는 일정 거리(D3) 이내로 형성될 수 있다. 상기 거리 D3는 500um 이내로서, 상기 발광 다이오드 칩(130A)에서 방출된 광들의 경로 차이가 최소화하기 위한 수치이다. 즉, 상기 제2캐비티 측면(117A)은 수지물 측면 영역이 될 수 있어, 상기 형광체를 통과하는 광과 통과하지 않는 광의 경로의 차이를 최소화할 수 있다.
또한 상기 발광 다이오드 칩(130A)과 상기 제2캐비티 상면과의 거리(D4)는 일정 거리 이내로 형성할 수 있다. 상기 거리 D4는 500um 이내로서, 상기 발광 다이오드 칩(130A)에서 방출된 광들의 경로 차이가 최소화하기 위한 수치이다. 즉, 상기 제2캐비티 상면은 수지물 상면으로서, 상기 발광 다이오드 칩(130A)에서 방출된 광 중에서 형광체를 통과하는 광과 통과하지 않는 광의 경로를 최소화하거나 유사한 경로로 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제2수지물(140)의 영역에 따라 상기 제2캐비티(117)의 구조가 달라질 수 있으며, 예컨대, 원형, 다각형, 측면이 경사진 구조 등으로 형성할 수 있다.
또한 상기 제2수지물(140)의 표면은 상기 발광 다이오드 칩(130A)과 좌/우 방 향, 상 방향, 사선 방향의 거리가 500um 이내로 형성하게 된다. 이에 따라 상기 발광 다이오드 칩(130A)에서 방출된 광들이 제2수지물(140)을 통과할 때, 형광체를 통과하는 광과 통과하지 않는 광의 경로를 유사하게 제공함으로써, 상기 제1수지물(145)를 통과한 패키지 외부에서의 광 분포는 균일한 색으로 분포된다.
실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등에 라이트 유닛으로 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광다이오드 패키지를 나타낸 측 단면도.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광다이오드 패키지를 나타낸 측 단면도.
도 3은 제3실시 예에 따른 발광다이오드 패키지를 나타낸 측 단면도.

Claims (4)

  1. 캐비티를 포함하는 패키지 몸체;
    상기 패키지 몸체에 형성된 복수개의 전극;
    상기 캐비티 내부의 상기 전극에 탑재된 발광 다이오드 칩;
    상기 캐비티에 형성된 형광체가 첨가된 수지물을 포함하며,
    상기 캐비티 내에서의 상기 수지물 영역은 상기 발광 다이오드 칩으로부터 500um 이내로 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 PCB 타입, 세라믹 타입, 리드 프레임 타입, WLP(Wafer level package) 타입 중에서 어느 한 타입으로 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 캐비티의 측면은 상기 캐비티 바닥면에 수직한 축을 기준으로 외측 방향으로 0~30°로 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 패키지 몸체의 상측 하부에 형성된 하부 캐비티이며,
    상기 하부 캐비티의 상부에 형성된 상부 캐비티 및 상기 상부 캐비티에 형성 된 투명한 수지물을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105992465A (zh) * 2015-03-06 2016-10-05 龙门县佳茂聚氨酯橡胶有限公司 嵌入式发光二极管电路板及其制作方法

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