KR20100062010A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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윤상복
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로서, LED 칩에서 발생되어 패키지 외부로 방출되는 빛의 양을 극대화시켜, 발광 다이오드 패키지의 광출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는, 한 쌍의 리드프레임과, 상기 리드프레임의 일측을 수용하고, 내측벽이 곡면으로 형성된 캐비티를 구비하는 패키지몰드와, 상기 패키지몰드 내부의 상기 리드프레임 상에 실장된 LED 칩 및 상기 패키지몰드의 상기 캐비티에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재를 포함할 수 있다.
발광 다이오드 패키지, 캐비티(cavity), 곡면

Description

발광 다이오드 패키지{Light emitting diode package}
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 패키지몰드에 구비된 캐비티(cavity)의 내측벽이 곡면으로 형성된 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하, LED라 한다)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, LED의 특성을 결정하는 기준으로는 색(color) 및 휘도, 휘도 세기의 범위 등이 있다. 이러한 LED의 특성은 1차적으로 LED에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차원적인 요소로 LED 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다.
이에 따라, 최근 고휘도와 사용자 요구에 따른 휘도 각 분포를 얻기 위해서는 재료개발 등에 의한 1차적인 요소만으로 한계가 있어 패키지 구조 등에 많은 관 심을 갖게 되었다. 특히, LED 패키지 구조에 의한 2차원적인 요인은 휘도와 휘도 각 분포에 큰 영향을 미친다.
종래기술에 따른 LED 패키지는, 단일 캐비티(cavity)가 형성된 패키지몰드 내의 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하고, 와이어 본딩한 후 상기 캐비티에 투광성 수지를 도포하여 제작한다. 여기서, 상기 캐비티의 내측벽은 직선 경사면으로 형성되는 것이 일반적이다.
그러나, 이러한 종래기술에 따른 LED 패키지에 있어서는, 상기 LED 칩에서 발생되는 빛이 상기 캐비티의 내측벽에 반사 또는 흡수되어 패키지 외부로 방출되지 못하고 손실되어 광출력이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 패키지몰드에 구비된 캐비티의 내측벽을 곡면으로 형성함으로써, LED 칩에서 발생되어 패키지 외부로 방출되는 빛의 양을 극대화시켜 발광 다이오드 패키지의 광출력을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는, 한 쌍의 리드프레임; 상기 리드프레임의 일측을 수용하고, 내측벽이 곡면으로 형성된 캐비티를 구비하는 패키지몰드; 상기 패키지몰드 내부의 상기 리드프레임 상에 실장된 LED 칩; 및 상기 패키지몰드의 상기 캐비티에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 캐비티 내측벽의 곡면은, 하부로 갈수록 곡률이 작아질 수 있다.
그리고, 상기 내측벽이 곡면으로 형성된 캐비티는, 상기 패키지몰드의 사출성형에 의해 구비될 수 있다.
또한, 상기 몰딩재는, 투광성 수지 또는 형광체가 섞인 투광성 수지로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결시키는 본딩 와이 어;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 리드프레임 중에서, 상기 LED 칩이 실장되지 않은 리드프레임 상에 실장된 제너 다이오드;를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지에 의하면, 패키지몰드에 구비된 캐비티의 내측벽이 곡면을 갖도록 형성함으로써, LED 칩에서 발생된 빛이 상기 곡면으로 형성된 캐비티의 내측벽에서 반사하여 패키지 외부로 방출되는 양을 극대화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 발광 다이오드 패키지의 광출력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 나타낸 단 면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는, 한 쌍의 리드프레임(110)과, 상기 리드프레임(110)의 일측을 수용하면서 몰딩재를 도포하기 위한 캐비티(125)가 구비된 패키지몰드(120)와, 상기 패키지몰드(120) 내부의 상기 리드프레임(110) 상에 실장된 LED 칩(130) 및 상기 패키지몰드(120)의 내부, 즉 상기 캐비티(125)에 충진되어 상기 LED 칩(130)을 보호하는 몰딩재(160)를 포함한다.
여기서, 상기 LED 칩(130)은 GaN 계열의 LED 칩 등이 사용될 수 있으며, 이는 P 전극 및 N 전극이 모두 상부면에 형성된 수평형 구조나, P 전극 및 N 전극이 상, 하부면에 각각 형성된 수직형 구조 등으로 이루어질 수 있다.
상기 LED 칩(130)이 수평형 구조를 가질 경우, 도 1에서와 같이 상기 LED 칩(130)이 한 쌍의 리드프레임(110) 중 어느 하나의 리드프레임(110) 상에 실장되고, 상기 LED 칩(130)의 상부면에 구비되는 각각의 전극(도면 미도시)은 제1 및 제2 본딩 와이어(150a,150b)를 통해 각각의 리드프레임(110)과 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 리드프레임(110) 중에서, 상기 LED 칩(130)이 실장되지 않은 리드프레임(110) 상에는 제너 다이오드(zener diode; 140)가 추가로 실장되어 있을 수 있다.
상기 제너 다이오드(140)는, 제3 본딩 와이어(150c)를 통해 상기 LED 칩(130)이 실장되어 있는 리드프레임(110)과 전기적으로 연결되어, 상기 LED 칩(130)에 정전기 등에 의하여 역방향 전류가 인가되는 경우, 상기 제너 다이오드(140)에 의해 전류가 바이-패스(by-pass)되어 정전기에 의한 손상을 방지할 수 있다.
이러한 제너 다이오드(140)는 실리콘(Si) 등과 같은 물질로 이루어질 수 있다.
상기 LED 칩(130) 및 제너 다이오드(140)에 연결된 상기 본딩 와이어(150)들은 금(Au) 또는 구리(Cu) 등으로 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)에 있어서, 상기 패키지몰드(120)에 구비된 캐비티(125)는, 그 내측벽이 곡면으로 형성된 것이 바람직하다.
상기 패키지몰드(120)는 PPA(polyphthalamide) 수지 등과 같은 플라스틱 물질을 이용한 사출성형 등의 방식으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 내측벽이 곡면으로 형성된 캐비티(125)는, 상기 패키지몰드(120)의 사출성형시 형성될 수 있다.
이와 같은 캐비티(125)의 내부에 실장된 LED 칩(130)으로부터 발생되는 빛의 일부는 상기 캐비티(125)의 내측벽에 부딪힌 후, 소정의 각도로 반사되어 패키지(100) 외부로 방출될 수 있다.
이때, 상기 캐비티(125) 내측벽의 곡면은, 상기 LED 칩(125)의 측벽에서 나오는 빛이 손실되지 않고 패키지(100) 상부로 모두 방출될 수 있도록, 임의의 곡면으로 형성할 수 있으나, 도 1에서와 같이 캐비티(125)의 하부로 갈수록 곡률이 작아지도록 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 캐비티(125)의 내측벽이 임의의 곡면으로 형성됨으로써, LED 칩(130)에서 발생하여 캐비티(125)에 부딪힌 후 패키지(100)의 상부로 방출되는 빛의 양이 증가될 수 있으므로, 발광 다이오드 패키지(100)의 광출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 휘도 측정 결과, 종래의 직선 경사면의 캐비티를 구비한 발광 다이오드 패키지에 비해, 광출력이 3% 이상 향상되었음을 확인할 수 있었다.
상기 캐비티(125) 내에는 상기 LED 칩(130)과 제너 다이어드(140) 및 본딩 와이어(150)를 외부환경으로부터 보호하는 몰딩재(160)가 채워진다.
상기 몰딩재(160)는, 구현하려는 LED 칩(130)의 색상에 따라 빛의 투광성이 우수한 투광성 수지, 예컨대 실리콘 수지 또는 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 몰딩재(160)는 형광체가 섞인 투광성 수지로 이루어질 수도 있으며, 상기 형광체는 LED 칩(130)에서 발생되어 방출되는 특정 파장의 빛을 흡수하여 다른 파장의 빛으로 변환시키는 역할을 하게 된다.
이러한 몰딩재(160)는 디스펜싱 등과 같은 방식으로 상기 캐비티(125) 내에 채워질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 발광 다이오드 패키지 110: 리드프레임
120: 패키지몰드 125: 캐비티
130: LED 칩 140: 제너 다이오드
150,150a,150b,150c: 본딩 와이어 160: 몰딩재

Claims (6)

  1. 한 쌍의 리드프레임;
    상기 리드프레임의 일측을 수용하고, 내측벽이 곡면으로 형성된 캐비티를 구비하는 패키지몰드;
    상기 패키지몰드 내부의 상기 리드프레임 상에 실장된 LED 칩; 및
    상기 패키지몰드의 상기 캐비티에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재;
    를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 내측벽의 곡면은, 하부로 갈수록 곡률이 작아지는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내측벽이 곡면으로 형성된 캐비티는, 상기 패키지몰드의 사출성형에 의해 구비되는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩재는, 투광성 수지 또는 형광체가 섞인 투광성 수지로 이루어진 발광 다이오드 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결시키는 본딩 와이어;를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 리드프레임 중에서, 상기 LED 칩이 실장되지 않은 리드프레임 상에 실장된 제너 다이오드;를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
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