KR20100036892A - 발광소자 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 간단하고, 길이방향을 따라 리드프레임의 양측 끝단부가 상부로 절곡된 단차부를 구비하여 패키지 본체와의 결합력을 증대하며, 외부에서의 이물침투를 방지하여 구조적인 안정성을 증대하는 한편, 열방출이 원활하게 이루어지도록 하여 방열특성을 극대화할 수 있는 발광소자 패키지를 제공한다.

발광소자, 패키지, 단차부, 리드프레임

Description

발광소자 패키지{Light Emitting Diode Package}

본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드프레임과 패키지 본체와의 결합력을 증대하며, 외부에서의 이물침투를 방지하여 구조적인 안정성을 증대시킬 뿐만 아니라 방열특성이 우수한 발광소자 패키지에 관한 것이다.

발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.

일반적으로, 발광다이오드 소자의 특성을 결정하는 기준으로는 색(color) 및 휘도, 휘도 세기의 범위 등이 있다. 이러한 발광다이오드 소자의 특성은 1차적으로는 발광다이오드 소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다. 고휘도와 사용자 요구에 따른 휘도 각분포를 얻기 위해서는 재료개발 등에 의한 1차적인 요소만으로는 한계가 있어 패키지 구조 등에 많은 관심을 갖게 되었다.

이러한 발광소자용 패키지는 열적, 전기적 신뢰성뿐만 아니라 광학적 특성을 발휘해야 하기 때문에 통상적인 반도체 패키지와는 다른 구조를 가지게 된다.

현재까지 보편화된 발광소자용 패키지는 금속제 리드를 가지고 그 외부를 투명수지로 감싸는 전통적인 포탄형 패키지와 리드프레임과 사출수지로 구성되어 리드프레임과 봉지제(encapsulant)의 결합력을 크게 할 수 있는 소정 기울기로 벤딩된 절곡구조를 가지며 표면실장이 가능한 SMD(Surface Mount Device) 패키지가 대표적이다.

그러나, 수지로 이루어지는 사출물로 리드프레임을 감싸는 종래의 패키지 방식에서는 발광소자가 실장되는 면과 표면실장되는 PCB 면 사이에 열전도도가 낮은 수지 사출물이 위치하게 되어 열방출이 원활하게 이루어지지 않는다는 문제가 발생한다.

그리고, 리드프레임 상에 절곡구조를 구비하는 종래의 방식은 방열특성이 향상된다는 장점이 있으나, 절곡구조만큼의 공간이 추가로 필요하여 일정한 공간상의 제약이 발생한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 구조가 간단하고, 길이방향을 따라 리드프레임의 양측 끝단부가 상부로 절곡된 단차부를 구비하여 패키지 본체와의 결합력을 증대하며, 외부에서의 이물침투를 방지하여 구조적인 안정성을 증대하는 한편, 열방출이 원활하게 이루어지도록 하여 방열특성을 극대화할 수 있는 발광소자 패키지를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자; 상기 발광소자가 실장되는 제1수평부와, 상기 제1수평부의 길이방향을 따라 좌우 양측단부가 상방향으로 절곡되어 소정 높이의 제1단차부를 이루는 제1리드프레임; 상기 제1리드프레임과 소정 간격으로 이격되어 구비되며, 제2수평부의 길이방향을 따라 좌우 양측단부가 상방향으로 절곡되어 소정 높이의 제2단차부를 이루는 제2리드프레임; 및 상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임을 지지하면서, 상기 발광소자가 노출되도록 상부측으로 개방된 소정 크기의 공간부를 구비하는 패키지 본체;를 포함한다.

또한, 상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임은 서로 마주하는 측면의 반대측면에 길이방향으로 돌출형성되는 리드를 적어도 하나 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임은 열방출을 위해 그 하단면이 상기 패키지 본체의 하부측으로 노출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단차부 및 제2단차부는 실질적으로 서로 동일한 높이를 가지며 절곡되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단차부 및 제2단차부는 실질적으로 상기 제1수평부 및 제2수평부와 직각을 이루며 상방향으로 절곡되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발광소자와 상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임을 전기적으로 연결하는 금속 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공간부 내에 충진되어 상기 발광소자를 덮는 몰딩부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몰딩부재의 내부에 형광체를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패키지 본체는 상기 공간부를 이루는 테두리의 내측면이 저면을 향하여 하향경사지게 구비되어 반사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 발광소자 패키지는 구조가 간단하며, 패키지 본체와의 결합력이 증대되고, 외부에서의 이물침투를 방지하여 구조적인 안정성이 증대되는 한편, 열방출이 원활하게 이루어져 방열특성을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 발광소자 패키지의 실시예에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 제1리드프레임 및 제2리드프레임과 발광소자를 나타내는 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자(10), 제1리드프레임(21), 제2리드프레임(22), 패키지 본체(30)를 포함하여 구성된다.

상기 발광소자(10)는 외부에서 인가되는 전원에 의해 소정 파장의 빛을 출사하는 반도체소자의 일종이며, 본 발명에 따른 실시예에서는 단일의 발광소자가 중심부에 구비되는 것으로 도시하여 설명하고 있다.

그러나, 이에 한정하지 않고 복수개의 발광소자를 구비하는 것 또한 가능하며, 이 경우 상기 발광소자는 청색 LED, 적색 LED 및 녹색 LED의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 발광소자(10)는 한쌍의 금속 와이어(15)를 통해 와이어본딩 방식으로 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)과 전기적으로 연결을 이룬다.

한편, 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)은 상기 발광소자(10)와 전기적으로 연결되어 외부의 전원을 인가하도록 구비된다.

도 1 및 도 3을 참조하여 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)의 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.

상기 제1리드프레임(21)은 상기 발광소자(10)가 실장되는 제1수평부(23)와, 상기 제1수평부(23)의 길이방향을 따라 좌우 양측단부가 상방향으로 절곡되어 소정 높이의 제1단차부(25)를 이룬다.

그리고, 상기 제2리드프레임(22)은 상기 제1리드프레임(21)과 소정 간격으로 이격되어 구비되며, 제2수평부(24)의 길이방향을 따라 좌우 양측단부가 상방향으로 절곡되어 소정 높이의 제2단차부(26)를 이룬다.

여기서, 상기 제1단차부(25) 및 제2단차부(26)는 도면에서와 같이 실질적으로 상기 제1수평부(23) 및 제2수평부(24)와 직각을 이루며 상방향으로 절곡되어 구비되도록 한다.

이러한 제1단차부(25) 및 제2단차부(26)는 평평한 플레이트 구조의 제1수평부(23) 및 제2수평부(24)의 좌우 양측단부를 프레스(press)와 같은 물리적인 방식을 통해 수직방향으로 가압하여 형성하는 것이 바람직하다.

따라서, 종래의 소정 기울기로 경사진 벤딩구조와 달리 직상 방향으로 절곡되는 구조(z-bending)를 가짐으로써 리드프레임의 좌우 폭의 크기가 줄어들어 소형화에 적합하다는 장점이 있다.

또한, 수분과 같은 외부 이물의 침투경로가 늘어남은 물론, 굴곡진 경로에 의해 침투가 용이하지 않아 전체적인 구조적 안정성이 증대되는 효과도 있다.

이때, 상기 제1단차부(25) 및 제2단차부(26)는 실질적으로 서로 동일한 높이 를 가지며 절곡되어 구비되는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니며 서로 다른 높이를 가지며 구비되는 것 또한 가능하다.

그리고, 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)은 서로 마주하는 측면의 반대측면에 길이방향으로 각각 돌출형성되는 리드(27)를 적어도 하나 더 구비하여 외부와 전기적으로 연결되도록 한다.

본 발명에 따른 실시예에서는 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)의 각 끝단부에 상기 리드(27)가 한쌍으로 돌출형성되어 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정하지 않고 단일 또는 2개 이상의 복수개로 구비되는 것 또한 가능하다.

한편, 상기 패키지 본체(30)는 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)을 감싸 지지하며, 상기 발광소자(10)가 외부로 노출되도록 상부측으로 개방된 소정 크기의 공간부(32)를 구비한다.

본 발명에 따른 실시예에서는 상기 패키지 본체(30)가 사각형의 구조로 형성되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정하지 않고 원통형의 구조로 형성되는 것 또한 가능하다.

상기 패키지 본체(30)는 수지로 이루어지는 사출물이며, 상기 공간부(32)를 이루는 테두리의 내측면이 저면을 향하여 하향경사지게 구비되어 반사면(33)을 형성한다.

따라서, 상기 발광소자(10)으로부터 출사되는 빛이 상기 반사면(33)을 통해 반사되어 외부로 향하도록 함으로써 광효율을 높이도록 한다. 보다 효율적인 구현을 위해 상기 반사면(33) 상에는 고반사율을 갖는 반사막이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 패키지 본체(30)의 공간부(32) 저면으로는 상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)이 각각 구비되며, 상기 공간부(32)의 저면에서 상부측으로 상기 발광소자(10)와 함께 상기 발광소자(10)가 실장되는 제1수평부(23) 및 제2수평부(24)의 일부가 노출된다.

상기 제1리드프레임(21) 및 제2리드프레임(22)은 상기 발광소자(10)로부터 발생되는 열을 외부로 용이하게 방출할 수 있도록 그 하단면이 상기 패키지 본체(30)의 하부측으로 노출된다.

따라서, 전체 발광소자 패키지의 방열특성이 향상되도록 한다.

한편, 상기 패키지 본체(30)의 공간부(32) 내에는 실리콘 수지로 이루어지는 몰딩부재(35)가 충진되어 상기 발광소자(10)와 금속 와이어(15)를 덮어 밀봉한다.

이때, 상기 몰딩부재(35)의 내부에는 상기 발광소자(10)에서 출사되는 빛에 의해 여기되는 형광체를 더 함유하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 형광체는 발광소자(10)에서 방출된 광을 흡수하여 백색광을 방출할 수 있도록 서로 다른 파장의 광을 방출하는 복수 종의 물질로 이루어질 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 패키지는 발광소자가 실장되는 리드프레임의 좌우 양측단부에 직상 방향으로 절곡되는 단차부를 각각 구비함으로써 소형화가 가능함은 물론 패키지 본체와의 결합력이 증대되고, 외부에서의 이물침투를 방지하여 구조적인 안정성이 증대되는 한편, 열방출이 원활하게 이루어져 방열특성을 크게 향상시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 제1리드프레임 및 제2리드프레임과 발광소자를 나타내는 사시도이다.

Claims (9)

1. 발광소자;

   상기 발광소자가 실장되는 제1수평부와, 상기 제1수평부의 길이방향을 따라 좌우 양측단부가 상방향으로 절곡되어 소정 높이의 제1단차부를 이루는 제1리드프레임;

   상기 제1리드프레임과 소정 간격으로 이격되어 구비되며, 제2수평부의 길이방향을 따라 좌우 양측단부가 상방향으로 절곡되어 소정 높이의 제2단차부를 이루는 제2리드프레임; 및

   상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임을 지지하면서, 상기 발광소자가 노출되도록 상부측으로 개방된 소정 크기의 공간부를 구비하는 패키지 본체;

   를 포함하는 발광소자 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임은 서로 마주하는 측면의 반대측면에 길이방향으로 돌출형성되는 리드를 적어도 하나 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임은 열방출을 위해 그 하단면이 상기 패키지 본체의 하부측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1단차부 및 제2단차부는 실질적으로 서로 동일한 높이를 가지며 절곡되어 구비되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1단차부 및 제2단차부는 실질적으로 상기 제1수평부 및 제2수평부와 직각을 이루며 상방향으로 절곡되어 구비되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
6. 제1항에 있어서,

   상기 발광소자와 상기 제1리드프레임 및 제2리드프레임을 전기적으로 연결하는 금속 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
7. 제1항에 있어서,

   상기 공간부 내에 충진되어 상기 발광소자를 덮는 몰딩부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
8. 제7항에 있어서,

   상기 몰딩부재의 내부에 형광체를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
9. 제1항에 있어서,

   상기 패키지 본체는 상기 공간부를 이루는 테두리의 내측면이 저면을 향하여 하향경사지게 구비되어 반사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.

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