KR20100035962A

KR20100035962A - 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법

Info

Publication number: KR20100035962A
Application number: KR1020080095368A
Authority: KR
Inventors: 오광용; 조유정
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-07

Abstract

렌즈를 부착하여 제조되는 발광 다이오드 패키지가 개시되어 있다. 발광 다이오드 패키지의 렌즈를 형성하기 위하여 먼저, 발광 칩을 리드 프레임에 전기적으로 연결한다. 이어서, 리드 프레임의 제1 면 상부에 발광 칩을 수용하도록 커버부를 설치한다. 다음으로, 리드 프레임에 봉지 부재 주입구를 형성한다. 이어서, 봉지 부재 주입구를 통해 커버부 내에 봉지 부재를 주입하여 경화한다. 따라서, 커버부를 리드 프레임에 부착하고 리드 프레임 하부에 형성된 봉지 부재 주입구를 통해 봉지 부재를 몰드 컵 내부로 주입하여 렌즈를 제조할 수 있다.

Description

발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법{METHOD OF FORMING A LENS OF A LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

본 발명은 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몰드 컵을 이용하여 제조되는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 발광 효율이 높고, 수명이 길고, 소비전력이 낮으며, 수은을 포함하지 않아 친환경적이라는 많은 장점들을 갖고 있어, 그것을 사용하는 기술분야가 계속해서 증가하고 있는 추세이다.

이러한 발광 다이오드는 통상 발광 칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작되며, 외부로부터 전류를 인가받아 발광 동작을 수행하도록 구성된다. 이를 위해, 발광 다이오드는 발광 칩에 전류를 인가하기 위한 리드 프레임과 이를 지지하기 위한 하우징을 포함한다. 또한, 발광 다이오드는 발광 칩을 노출시키기 위하여 하우징에 형성된 개구부 내에 형성되어 발광 칩을 외부로부터 보호하는 광투과성의 봉지 부재를 더 포함할 수 있다.

종래에는 발광 다이오드 패키지를 제조할 때, 렌즈를 형성하기 위해 몰드 컵을 리드 프레임에 부착하고, 몰드 컵에 형성되어 있는 봉지 부재 주입구를 통하여 봉지 부재를 주입하고 경화한다. 그 후 몰드 컵을 리드 프레임에서 제거하여 발광 다이오드 패키지를 제조하게 된다.

이렇게 사용 후 리드 프레임에서 제거되는 몰드 컵은 1회성 소모품으로 제조 비용이 많이 들고, 봉지 부재를 주입하는 과정에서 봉지 부재의 유출로 인해 발광 다이오드 패키지 제조시 문제점이 발생된다. 또한, 몰드 컵을 이용하여 렌즈를 형성할 때 렌즈 구조에 한계가 생기고, 몰드 컵의 제거시 렌즈의 표면을 손상시키는 문제점이 발생된다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 탈착이 가능한 몰드 컵을 이용하여 렌즈 부착형 패키지로 제조되는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따라 발광 다이오드 패키지의 렌즈를 형성하기 위하여, 발광 칩을 리드 프레임에 전기적으로 연결한다. 상기 리드 프레임의 제1 면 상부에 상기 발광 칩을 수용하도록 커버부를 설치한다. 상기 리드 프레임에 봉지 부재 주입구를 형성한다. 상기 봉지 부재 주입구를 통해 상기 커버부 내에 봉지 부재를 주입하여 경화한다.

상기 봉지 부재를 주입하여 경화하는 단계는 상기 커버부를 아래로 위치시키고 상기 리드 프레임을 위로 위치시킨다. 상기 리드 프레임에 형성된 상기 봉지 부재 주입구를 통하여 상기 봉지 부재를 주입한다.

상기 커버부는 투명한 물질로 형성된 성형 렌즈를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 커버부는 금형 몰드 컵을 포함할 수 있다.

상기 봉지 부재 주입구는 상기 리드 프레임의 제1 면으로부터 상기 제1 면의 반대면인 상기 리드 프레임의 제2 면으로 갈수록 넓어지고, 상기 봉지 부재는 상기 리드 프레임의 제2 면으로부터 상기 리드 프레임의 제1 면을 향하여 주입될 수 있다. 그리고, 상기 봉지 부재 주입구는 원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 리드 프레임은 과잉 유입된 상기 봉지 부재를 배출하기 위해 형성된 배출구를 더 포함할 수 있다.

또한, 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법에 있어서, 상기 봉지 부재를 주입하여 경화하는 단계 이후에 상기 커버부를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법에 따르면, 커버부를 리드 프레임에 부착하고, 리드 프레임 하부에 형성된 봉지 부재 주입구를 통해 봉지 부재를 몰드 컵 내부로 주입하여 렌즈를 제조할 수 있다. 또한, 상기 커버부를 금형 몰드컵으로 형성하여 제조 원가가 절감될 수 있다.

이렇게 사용한 몰드 컵은 탈착하여 재사용하거나 렌즈의 구성으로 사용되므로 일회성으로 폐기되지 않는 장점을 갖는다.

또한, 종래와는 다르게 봉지 부재가 주입되는 몰드 컵이 아래로 볼록한 형상을 가질 수 있으므로, 봉지 부재를 주입하는 과정에서 봉지 부재의 유출이 발생하지 않을 수 있다.

또한, 몰드 컵을 보다 다양한 형상으로 제조하여 렌즈 구조를 자유롭게 설정할 수 있으며, 봉지 부재의 주입 후 몰드 컵을 제거하지 않을 수 있어서 렌즈의 표면이 손상되지 않을 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법의 순서를 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법을 설명하기 위한 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)의 렌즈 형성을 위해 발광 칩(110)을 리드 프레임(120)에 전기적으로 연결한다(S110).

상기 발광 칩(110)은 광을 발생시킨다. 상기 발광 칩(110)은 예를 들면, 질화갈륨, 질화비소, 질화인 등과 같은 반도체 물질로 제조될 수 있으며, 그 용도에 따라 다양한 파장대의 광을 발산할 수 있다.

또한, 상기 리드 프레임(120)은 예를 들어, 전도성이 우수하면서 가공성이 뛰어난 금속으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 리드 프레임(120)은 외부에서 제공되는 인쇄회로기판(미도시)에 결합되어, 외부로부터 전원을 인가 받는다.

상기 리드 프레임(120) 제1 면 상부에 상기 발광 칩(110)을 수용하도록 커버부(130)를 설치한다(S120). 이 때, "상부"는 상기 발광 다이오드 패키지(100) 완 성품의 상부를 의미하며, 도 2에서는 하부에 해당한다.

상기 커버부(130)는 상기 리드 프레임(120)에 탈착이 가능한 몰드 컵이나 상기 발광 다이오드 패키지(100)와 결합하여 렌즈로 사용될 수 있는 성형 렌즈로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 몰드 컵은 금형으로 제작되어 제조 원가가 절감될 수 있다. 상기 커버부(130)가 상기 몰드 컵으로 형성되었을 경우 봉지 부재(150)를 상기 커버부(130) 내에 주입하고 경화하여 상기 커버부(130)를 제거한 후, 남은 상기 봉지 부재(150)를 렌즈로 사용할 수 있다.

그리고, 상기 성형 렌즈는 플라스틱(plastic) 및 유리 등의 투명한 매질로 형성될 수 있다. 상기 커버부(130)가 상기 성형 렌즈로 형성되었을 경우, 상기 봉지 부재(150)를 상기 커버부(130) 내에 주입하고 경화하여 상기 커버부(130)를 제거하지 않고 상기 커버부(130)를 렌즈로 사용할 수 있다.

상기 리드 프레임(120)에 상기 커버부(130)를 부착하여 렌즈로 사용함으로써, 상기 봉지 부재(150) 및 상기 발광 칩(110)을 보호하게 되어 상기 발광 다이오드 패키지(100)가 더욱 단단한 구조로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 커버부(130)를 상기 리드 프레임(120)의 제1 면 상부에 고정한 후, 상기 봉지 부재(150)를 주입함으로써 외부로부터 유입될 수 있는 수분 및 가스등을 차단하게 되어 불량률이 낮고, 신뢰성이 향상된 발광 다이오드 패키지(100)를 제조할 수 있다.

또한, 상기 커버부(130)는 도 2와 같이 반원의 형태를 가질 수 있다. 도시 되지 않았지만, 상기 커버부(130)는 사면체 등의 다면체의 형태를 가질 수도 있다.

상기 리드 프레임(120)에 봉지 부재 주입구(140)를 형성한다(S130).

상기 봉재 주입구(140)를 통해 상기 봉지 부재(150)가 상기 커버부(130) 내부로 주입되는데, 상기 봉지 부재(150)는 봉지 부재 실린지(145)를 이용하여 용이하게 상기 커버부(130) 내부로 주입될 수 있다.

이 때, 상기 봉지 부재 주입구(140)는 상기 봉지 부재 실린지(145)가 용이하게 출입할 수 있도록 상기 봉지 부재 실린지(145)와 접촉하는 상기 리드 프레임(120)의 제1 면으로부터 상기 제1 면의 반대면인 상기 리드 프레임(120)의 제2 면으로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 봉지 부재 주입구(140)는 원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

또한, 상기 리드 프레임(120)은 과잉 주입된 상기 봉지 부재(150)를 배출하기 위해 형성된 배출구(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 배출구(160)는 상기 봉지 부재(150)가 용이하게 배출되기 위해, 상기 배출구(160)가 형성된 상기 리드 프레임(120)의 제1 면 및 제2 면을 경사지게 형성할 수 있다. 그래서, 상기 리드 프레임(120)의 제2 면으로 부터 상기 리드 프레임(120)의 제1 면으로 배출되는 상기 봉지 부재(150)의 흐름을 원활하게 할 수 있고. 상기 리드 프레임(120)의 외부로 배출된 상기 봉지 부재(150)가 상기 리드 프레임(120)의 내부로 쉽게 유입되지 못하게 막을 수 있다.

상기 봉지 부재 주입구(140)를 통해 상기 커버부(130)내에 상기 봉지 부재(150)를 주입하여 경화한다(S140).

종래에는 상기 커버부(130)에 형성된 상기 봉지 부재 주입구(140)를 통해 상기 봉지 부재(150)가 주입되었다. 그리고, 상기 봉지 부재(150)가 경화되면 상기 커버부(130)를 상기 리드 프레임(120)에서 제거하여 렌즈를 형성하였다.

그러나, 상기 봉지 부재 주입구(140)를 상기 리드 프레임(120) 내부에 형성함으로써 상기 커버부(130)가 손상되지 않아서 상기 커버부(130)가 상기 몰드 컵으로 형성된 경우, 일회성으로 사용되어 폐기되지 않고, 재사용될 수 있다.

또한, 상기 발광 다이오드 패키지(100)의 렌즈 형성 시 상기 커버부(130)를 상기 리드 프레임(120)에서 제거하는 과정이 불필요해짐으로써, 공정이 단순화 되어 제조 시간이 절약될 수 있다.

그리고, 상기 커버부(130)를 상기 리드 프레임(120)에서 제거할 때 발생할 수 있는 상기 커버부(130) 내부에 주입된 상기 봉지 부재(150)의 오염 및 손상을 방지하여 상기 발광 다이오드 패키지(100)의 렌즈가 형성될 수 있다.

상기 봉지 부재(150)는 상기 발광 칩(110)에서 발생하는 광을 투과시키기 위하여 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 봉지 부재(150)는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 형성될 수 있다. 또한, 상기 봉지 부재(150) 내에는 상기 발광 칩(110)에서 발생된 광의 파장을 변환하기 위한 형광 물질이 포함될 수도 있다.

상기 봉지 부재(150)를 주입할 때, 상기 커버부(130)를 아래로 위치시키고 상기 리드 프레임(120)을 위로 위치시킨다. 그리고, 상기 리드 프레임(120)에 형성된 상기 봉지 부재 주입구(140)를 통하여 상기 봉지 부재(150)를 주입한다.

종래에는, 상기 리드 프레임(120)을 아래로 위치시키고, 상기 커버부(130)를 위로 위치시킨 후, 상기 커버부(130)에 형성된 상기 봉지 부재 주입구(140)를 통하여 상기 봉지 부재(150)를 주입하였다. 그래서, 상기 커버부(130)와 상기 리드 프레임(120)이 접촉한 부분부터 상기 봉지 부재(150)가 적층 되는데, 상기 커버부(130)와 상기 리드 프레임(120)이 접촉한 부분에서 발생될 수 있는 틈으로 상기 봉지 부재(150)가 유출될 수 있었다.

그러나, 상기 발광 다이오드 패키지(100)의 렌즈 제조시, 상기 커버부(130)가 아래로 위치하고 상기 리드 프레임(120)을 위로 위치시킴으로써, 상기 봉지 부재(150)가 주입될 때 상기 커버부(130)의 볼록한 부분부터 상기 리드 프레임(120)의 제1 면으로 차례로 적층되어 상기 봉지 부재(150)의 유출이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 상기 봉지 부재(150)가 상기 커버부(130) 내부로 용이하게 주입될 수 있다.

이와 같이, 상기 리드 프레임(120)의 제1 면 상에 상기 커버부(130)를 설치하고, 상기 리드 프레임(120)에 형성된 상기 봉지 부재 주입구(140)를 통하여 상기 봉지 부재(150)을 상기 커버부(130) 내부에 주입함으로써, 렌즈 일체형 상기 발광 다이오드 패키지(100)를 제조할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 렌즈가 형성된 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지와 하우징, 커버부 및 리드 프레임을 제외하면 대체로 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(200)의 렌즈 형성을 위해 발광 칩(210)을 리드 프레임(220)에 전기적으로 연결한다. 상기 리드 프레임(220)의 일부를 수용 및 고정해주는 하우징(270)을 형성한다. 상기 리드 프레임(220)의 제1 면 상부에 형성된 상기 하우징(270)의 제1 면 상에 커버부(230)을 형성한다. 상기 리드 프레임(220)에 봉지 부재 주입구(240)를 형성한다. 상기 봉지 부재 주입구(240)를 통해 상기 커버부(230) 내에 봉지 부재(250)를 주입하여 경화한다.

이와 같이, 상기 커버부(230)가 상기 하우징(270)의 제1 면 상에 형성되어 상기 하우징(270)이 상기 커버부(230)를 고정함으로써, 상기 커버부(230)의 결합력이 향상될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.

도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법을 설명하기 위한 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 렌즈가 형성된 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200 : 발광 다이오드 패키지 110: 발광 칩

120: 리드 프레임 130: 커버부

140: 봉지 부재 주입구 150: 봉지 부재

Claims

발광 칩을 리드 프레임에 전기적으로 연결하는 단계;

상기 리드 프레임의 제1 면 상부에 상기 발광 칩을 수용하도록 커버부를 설치하는 단계;

상기 리드 프레임에 봉지 부재 주입구를 형성하는 단계; 및

상기 봉지 부재 주입구를 통해 상기 커버부 내에 봉지 부재를 주입하여 경화하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 봉지 부재를 주입하여 경화하는 단계는,

상기 커버부를 아래로 위치시키고 상기 리드 프레임을 위로 위치시키는 단계;

상기 리드 프레임에 형성된 상기 봉지 부재 주입구를 통하여 상기 봉지 부재를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 커버부는 투명한 물질로 형성된 성형 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 커버부는 금형 몰드 컵을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 봉지 부재 주입구는 상기 리드 프레임의 제1 면으로부터 상기 제1 면의 반대면인 상기 리드 프레임의 제2 면으로 갈수록 넓어지고, 상기 봉지 부재는 상기 리드 프레임의 제2 면으로부터 상기 리드 프레임의 제1 면을 향하여 주입되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제5항에 있어서,

상기 봉지 부재 주입구는 원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 리드 프레임은 과잉 주입된 상기 봉지 부재를 배출하기 위해 형성된 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 봉지 부재를 주입하여 경화하는 단계 이후에,

상기 커버부를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 렌즈 형성 방법.