KR20100079272A - Light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED칩과 이격된 채 일정두께의 형광체캡을 베이스상에 결합함에 따라 LED칩으로부터 발생된 광의 경로를 균일하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, LED칩에서 발생된 열이 형광체에 전달되지 않아 형광체의 특성을 그대로 유지할 수 있도록 한 LED 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an LED package, and more particularly, by combining a phosphor cap having a predetermined thickness while being spaced apart from the LED chip on the base, it is possible not only to maintain a uniform path of light generated from the LED chip, but also to the LED chip. The present invention relates to an LED package in which heat generated in is not transmitted to the phosphor so that the characteristics of the phosphor can be maintained.
통상, LED(Light Emitting Diode) 패키지는 수 와트에서부터 수십 와트의 낮은 소비전력으로 백색, 적색, 청색 등 여러가지 색상의 광출력을 얻을 수 있으므로, 문자나 숫자표시를 식별할 수 있도록 하는 전자광고판을 비롯하여 상품을 진열하는 진열장 등을 조명하는 조명장치에 다양하게 적용되고 있다.In general, LED (Light Emitting Diode) packages can obtain light output of various colors such as white, red, and blue with low power consumption of several watts to several tens of watts. It has been applied to various lighting devices that showcase goods.
도 1의 (a)를 참조하면, 종래의 LED 패키지(1)는 전극들(12, 13)이 형성된 기판(11)과, 그 기판(11) 상에 실장되는 LED칩(14)과, 상기 LED칩(14)을 보호하도록 상기 기판(11)상에 형성된 봉지재(15)를 포함한다. 또한, 원하는 색을 구현하기 위해 LED칩(14)으로부터의 광을 파장 변환하는 형광체(16)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1A, a conventional LED package 1 includes a
이러한 LED 패키지(1)는 LED칩(14)과 형광체(16)를 결합하여 백색광을 구현 할 수 있다. 이는 예컨대 청색을 발광하는 LED칩 상부에 그 광의 일부를 여기원으로서 예컨대 황록색 또는 황색 발광하는 형광체를 부착시켜 LED칩(14)의 청색 발광과 형광체(16)의 황록색 또는 황색 발광에 의해 백색을 얻을 수 있다. 즉, 430 내지 480㎚ 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어진 청색 LED칩과 청색광을 여기원으로 하여 황색광을 발생시킬 수 있는 형광체의 조합으로 백색광의 구현이 가능하다.The LED package 1 may implement white light by combining the
그러나, 종래의 LED 패키지(1)에 따르면, 상기 LED칩(14)의 상면에서 수직으로 출사되는 광의 색변환율과 LED칩(14)의 측면에서 출사되는 광의 색변환율이 서로 달라 광의 지향각이 다를 뿐만 아니라, LED칩(14)으로부터 방출되는 광의 경로가 균일하지 못하여 색의 편차가 발생하여 발광효율이 떨어져 조명품질 등 출력광의 품질이 저하된다.However, according to the conventional LED package 1, the color conversion ratio of the light emitted vertically from the upper surface of the
이러한 품질 저하를 극복하기 위하여, 도 1의 (b)에서는 기판(21)상에 LED칩(24)이 실장되고, LED칩(24) 주위에 형광체층(26)을 배치함으로써 균일도를 향상시키는 구조가 제공된다.In order to overcome this deterioration, in FIG. 1B, the
이와 같은 구조를 갖는 LED 패키지(2)는 상기 LED칩(24)의 상면 및 측면들에 형성된 일정한 두께의 형광체층(26)을 통하여, 봉지재(25)로부터 나오는 출력광의 색균일도를 향상시킬 수 있으나, 형광체층(26)에 의한 반사광의 손실이 크다. 구체적으로 설명하면, 상기 형광체층(26)가 봉지재(25)에 접하는 면, 예컨대 상면, 측면들이기 때문에, LED칩(24)의 출사광 중에서 LED 패키지(2) 외부로 빠져나가지 못하고 LED칩(24) 쪽으로 반사되는 빛의 상당부분이 형광체층(26) 내부에서 산란되고 소멸되어, 결과적으로 LED 패키지(2)의 광손실을 초래한다. 또한, 균일한 두께의 형광체층(26)을 LED칩(24) 주위에 형성하여야 하기 때문에 복잡한 공정단계와 정밀한 공정조건을 필요로 한다. 또한, LED칩(24)의 발광부분과 형광체층(26)이 맞닿아 있어, 형광체가 LED칩(24)에서 발생된 열적인 영향을 많이 받는다.The
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 베이스상에 LED칩과 이격된 상태로 형광체캡을 결합함에 따라 LED칩으로부터 발생된 광의 경로를 균일하게 유지시킬 수 있고, 베이스상에 형광체캡의 결합공정이 간단할 뿐만 아니라 LED칩에서 발생된 열이 형광체에 전달되지 않아 형광체의 특성을 그대로 유지할 수 있도록 한 LED 패키지를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to keep the path of light generated from the LED chip uniformly by combining the phosphor cap in the state spaced apart from the LED chip on the base, the process of bonding the phosphor cap on the base is simple In addition, the heat generated from the LED chip is not transferred to the phosphor to provide an LED package that can maintain the characteristics of the phosphor as it is.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는 베이스; 상기 베이스 상에 실장된 LED칩; 및 상기 LED칩과 이격된 채 상기 LED칩을 덮도록 상기 베이스 상에 결합되는 형광체캡을 포함한다. 상기 베이스는 기판 또는 리드프레임일 수 있다.In order to achieve the above technical problem, the LED package according to an embodiment of the present invention; An LED chip mounted on the base; And a phosphor cap coupled to the base to cover the LED chip while being spaced apart from the LED chip. The base may be a substrate or a leadframe.
본 실시예에서, 상기 LED 패키지는 상기 LED칩과 상기 형광체캡 사이의 공간을 채우는 봉지재를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스는 상기 형광체캡과의 결합을 위한 홈이 형성될 수 있으며, 상기 형광체캡 또는 상기 베이스에는 투광성 수지 주입구가 형성될 수 있다.In the present embodiment, the LED package may further include an encapsulant filling a space between the LED chip and the phosphor cap. In addition, the base may be a groove for coupling with the phosphor cap, the light emitting cap injection hole may be formed in the phosphor cap or the base.
한편, 상기 형광체캡은 듀로미터 쇼어(Durometer shore) 값이 20A 내지 90A인 수지를 갖는 것이 바람직하며, 상기 형광체캡을 덮는 수지부가 더 형성될 수 있다.On the other hand, the phosphor cap preferably has a resin having a Durometer shore value of 20A to 90A, a resin portion covering the phosphor cap may be further formed.
본 발명의 실시예에 따르면 LED칩과 이격된 상태로 LED칩을 둘러싸도록 형광체캡이 결합됨에 따라 LED칩으로부터 발생된 광의 경로를 균일하게 유지시킬 수 있어, LED칩으로부터 나오는 출력광의 색균일도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, LED칩에서 발생된 열이 형광체에 전달되지 않아 형광체의 특성을 그대로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, as the phosphor cap is coupled to surround the LED chip in a state spaced apart from the LED chip, the path of light generated from the LED chip can be maintained uniformly, thereby improving color uniformity of output light emitted from the LED chip. In addition, heat generated from the LED chip is not transferred to the phosphor, thereby maintaining the characteristics of the phosphor.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, LED칩과 형광체캡 사이의 이격공간에 봉지재가 형성됨에 따라 형광체캡에 의해 봉지재를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, LED칩 및 본딩와이어를 보호할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, as the encapsulant is formed in the space between the LED chip and the phosphor cap, not only can protect the encapsulant by the phosphor cap, but also protect the LED chip and the bonding wire. There is also.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 베이스에 홈이 형성됨에 따라 베이스 상에 형광체캡의 결합 공정이 용이한 효과도 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, as the groove is formed in the base, the bonding process of the phosphor cap on the base also has an easy effect.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 형광체캡 또는 베이스에 투광성 수지 주입구가 형성됨에 따라, 베이스상에 형광체캡을 결합한 후에 베이스와 형광체캡 사이의 이격공간을 투광성 수지로 채울 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, as the transparent resin injection hole is formed in the phosphor cap or the base, there is also an effect that can fill the separation space between the base and the phosphor cap with the translucent resin after bonding the phosphor cap on the base.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 형광체캡을 덮도록 수지부가 형성됨에 따라 형광체캡을 보다 견고하게 고정시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, as the resin portion is formed to cover the phosphor cap, there is also an effect that can be fixed more firmly the phosphor cap.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 형광체캡을 이루는 수지를 듀로미터 쇼어 20A 내지 90A인 수지로 사용함으로써 외력에 의해 형광체캡의 변형을 막을 수 있는 효과도 있다. 특히, 형광체캡을 설치시 외부에 충격이나 누름이 있더라도 본딩와이어의 눌려지지 않아 LED 패키지의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention by using the resin constituting the phosphor cap as a resin of the durometer shore 20A to 90A there is an effect that can prevent the deformation of the phosphor cap by the external force. In particular, when the phosphor cap is installed, even if there is an impact or a press on the outside, the bonding wire is not pressed, thereby improving reliability of the LED package.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an LED package according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지(3)는 베이스(31)를 포함한다. 베이스(31)는 전극(미도시)이 형성된 기판, 예컨대 인쇄회로기판이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌바 리드프레임일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
LED칩(34)은 상기 기판(31) 상에 실장되며, 상기 기판(31) 상에 있는 전극들(미도시)과 전기적으로 연결된다. 그와 같은 전기적 연결을 위해서 적어도 하나의 본딩와이어(W)가 이용될 수 있다. 이와 달리, 도면으로 도시하지는 않았지만 기판(31)의 상부와 하부를 잇는 비아홀(미도시)을 통해 외부단자와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 기판(31)상에는 LED칩(34)과 이격된 채 LED칩(24)을 덮도록 형광체캡(36)이 결합된다. 상기 형광체캡(36)은 투광성 수지와 형광체를 포함하며, 투광성 수지로 사출된 형상, 예컨대 사각형, 돔형, 또는 구형의 캡에 형광체가 코팅될 수 있다. 바람직하게는 캡의 내부 표면에 형광체가 코팅될 수 있다. 여기에서, 형광체캡(36)은 적어도 1종 이상의 형광체가 포함될 수 있으며, 이에 따라 원하는 다 양한 색의 연출이 가능하다.The
본 실시예에서는 형광체캡(36)을 사각형상으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아닌바 종래 LED 패키지에 비해 광효율을 향상시킬 수 있는 돔 형상, 구 형상으로도 제작 가능하다.In the present embodiment, the
상기 LED칩(34)과 상기 형광체캡(36) 사이의 이격공간에는 봉지재(35)가 형성된다. 상기 봉지재(35)를 전체적으로 둘러싸도록 상기 형광체캡(36)이 상기 기판(31)상에 결합된다. 상기 봉지재(35)는 투광성 수지, 예컨대 에폭시 수지, 실리콘 수지일 수 있다. An
본 실시예에서 상기 기판(31)과 형광체캡(36)과의 결합전에 상기 LED칩(34)을 덮도록 봉지재(35)가 형성된 후 그 봉지재(35)를 둘러싸도록 상기 기판(31) 상에 형광체캡(36)이 결합되는 것으로 설명하고 있지만, 도 4에 도시된 바와 같이 형광체캡(36)을 기판(31)상에 결합시킨 다음 형광체캡(36)에 형성된 투광성 수지 주입구(361)를 통하여 주입된 투광성 수지를 경화시켜 봉지재(35)를 형성할 수도 있다. 상기 투광성 수지 주입구(361)로 투광성 수지를 주입시, 예컨대 주사기(4)가 사용될 수 있다.In the present exemplary embodiment, an
또한, 본 실시예에서는 LED칩(34)과 형광체캡(36) 사이의 이격 공간에 봉지재(35)가 형성된 것으로 설명하고 있으나, 경우에 따라서는 봉지재(35) 없이 LED칩(34)과 이격된 채 형광체캡(36)이 설치될 수 있다.In addition, in the present exemplary embodiment, the
이와 같이, 상기 LED칩(34)을 봉지하는 봉지재(35)를 둘러싸도록 일정두께의 형광체캡(36)이 상기 기판(31) 상에 결합됨에 따라, 본 발명에 따른 LED 패키지(3) 는 상기 LED칩(34)의 상면으로 방출된 광이나 측면으로 방출되어 전극들에 반사되는 광이 모두 균일한 형광체캡(36)을 통과하게 되므로 광의 방출방향에 대해서 균일한 광을 얻을 수 있다. 즉, LED칩(34) 측면으로 방출되어 전극에서 반사되어 나오는 광의 경우도 LED칩(34)의 상면으로 방출되는 광과 동일하게 형광체캡(36)과 반응하기 때문에 광의 방출 방향에 따라서 파장 차이가 나지 않게 된다.As such, as the
또한, LED칩(34)과 형광체캡(36)이 이격되어 있기 때문에, 종래 LED칩의 출사광 중에서 LED 패키지 외부로 빠져나가지 못하고 LED칩 쪽으로 반사되어 산란되거나 소멸되는 광의 손실을 줄일 수 있고, 발광효율을 증대시킬 수 있으며, 나아가 LED칩(34)에서 발생된 열로 인해 형광체의 특성이 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 LED칩(34)을 봉지하는 봉지재(35)의 상면에 상기 형광체캡(36)이 결합되기 때문에 봉지재(35)를 보호할 수 있고, 아울러 본딩와이어(W)의 눌림을 방지할 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 형광체캡(36)은 흡습에 강한 수지, 예컨대 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리머(polymer) 계열의 수지가 채택되어, 형광체를 습기나 기타 신뢰도 저하 원인으로부터 보호할 수 있다. 나아가, 상기 형광체캡(36)은 듀로미터 쇼어(Durometer shore) 값이 20A 내지 90인 수지가 사용될 수 있다. 상기 형광체캡(36)은 봉지재(35)에 비해 상대적으로 경도값이 큰 것이 바람직하다. 경도가 낮은 수지는 외력에 의해 쉽게 변형될 수 있는 단점이 있다.In addition, the
도 3에 도시된 바와 같이, 접착제나 양면 테이프와 같은 접착수단을 이용하 여 상기 형광체캡(36)은 상기 기판(31)에 부착, 결합시킬 수 있다. 또한, 신뢰성 있는 결합을 위해 상기 기판(31)에는 형광체캡(36)의 하단이 끼워지는 홈(311)을 형성할 수 있다. 그리고, 홈(311)에 의한 결합만으로 충분한 경우 접착수단이 생략될 수 있다. 나아가, 접착수단을 이용하여 상기 봉지재(35)의 표면에 상기 형광체캡(36)을 부착시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 본 발명에 따른 LED 패키지(3)는 추가적으로 형광체캡(36)을 덮는 투명의 수지부(37)가 형성된다. 수지부(37)는 봉지재(35) 위에 위치한 형광체캡(36)을 보다 견고하게 고정시킬 수 있다. 이러한 수지부(37)는 봉지재(35)와 동일한 투광성 수지로 이루어지거나, 봉지재(35)보다 듀로미터 쇼어(Durometer shore) 값이 높은 수지로 이루어질 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the
도 1은 종래의 LED 패키지를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional LED package.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing an LED package according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 형광체캡과 기판이 분리된 상태를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a state in which the phosphor cap and the substrate of FIG. 2 are separated;
도 4는 도 2의 형광체캡에 형성된 주입구를 통하여 투광성 수지가 주입되는 상태를 도시한 도면.4 is a view showing a state in which a translucent resin is injected through the injection hole formed in the phosphor cap of FIG.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing an LED package according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
3 : LED 패키지 31 : 베이스3: LED package 31: Base
311 : 홈 34 : LED칩311: groove 34: LED chip
35 : 봉지재 36 : 형광체캡35
361 : 투광성 수지 주입구 37 : 수지부361: translucent resin inlet 37: resin part
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140114037A (en) * | 2012-01-17 | 2014-09-25 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | Semiconductor light emitting device lamp that emits light at large angles |
WO2021187841A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 엘지이노텍 주식회사 | Lighting module and lighting device having same |
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2008
- 2008-12-31 KR KR1020080137701A patent/KR20100079272A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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KR20140114037A (en) * | 2012-01-17 | 2014-09-25 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | Semiconductor light emitting device lamp that emits light at large angles |
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