KR20120032699A - 발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법 - Google Patents

발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드는,발광소자 칩을 둘러싸도록 형성된 제1 몰드부 및 상기 발광소자 칩의 하부에 배치되는 제2 몰드부를 포함하고, 상기 제1 몰드부 하부의 일 영역에는 주입구가 형성되어 있고, 상기 제1 몰드부 상부의 일 영역에는 배기구가 형성되어 있다. 따라서, 발광소자 패키지의 측면에서 주입되는 봉지 재료가 제1 몰드부의 하부로부터 안정적으로 충진되며, 이에 따라 몰드와 패키지 내에 존재하는 공기도 제1 몰드부의 상부에 있는 배기구를 통해 배출되게 된다. 또한, 봉지 재료가 주입되는 주입구가 렌즈를 형성하는 반구형의 하단부에 위치되기 때문에, 봉지 재료를 주입하는 압력을 높일 수 있으며, 이로 인해 봉지 재료를 주입하는 작업 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 렌즈를 형성한 후에 몰드를 제거할 경우 반구형인 렌즈의 외관 불량을 최소화할 수 있다.

Description

발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법{MOLD FOR LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE AND A METHOD FOR FABRICATING THE LENS OF THE LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE USING THE SAME}
발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법에 관한 기술로서, 몰드 내부의 공기가 봉지 재료에 의해 포획되지 않도록 하는 발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 반도체 발광소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
일반적으로 질화물 반도체는 풀컬러 디스플레이(full color display), 이미지 스캐너(image scanner), 각종 신호시스템 및 광통신 기기에 광원으로 제공되는 녹색 또는 청색 발광소자, 또는 레이저 소자에 널리 사용되고 있다. 또한, 이러한 질화물 반도체 발광소자가 개발된 후에, 많은 기술적 발전이 이루어져 그 활용 범위가 확대되었으며 일반조명 및 전장용 광원으로 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 종래에는 질화물 반도체 발광소자는 주로 저전류/저출력의 모바일 제품에 적용되는 부품으로 사용되었으나, 최근에는 점차 그 활용 범위가 고전류/고출력 분야로 확대되고 있다.
반도체 발광소자는 발광소자 칩이 탑재된 패키지와 상기 패키지 상면에 있는 렌즈를 포함한다. 상기 렌즈는 패키지 상에 형성되며, 특정의 광 지향각을 제어하여 광 추출효율을 증가시키는 역할을 한다. 이러한 렌즈를 형성하는 기술로는 캐스팅 등에 의해 미리 제조된 렌즈를 패키지에 결합하는 방법이 있으나, 렌즈와 패키지의 결합력이 약하고 패키지의 형상이 제한되는 단점이 있다. 이에 따라 봉지 재료를 차폐된 패키지에 주입하여 렌즈 형상으로 봉지 부재를 형성하는 기술이 사용되고 있다. 이러한 방식으로 렌즈를 형성하는 경우에, 봉지 부재의 경화불량을 방지하고, 봉지 부재를 통해 방출되는 광의 균일성이 감소되는 것을 차단하기 위해, 패키지와 몰드 내에 있는 공기가 봉지 재료에 의해 포획되지 않고 배출되도록 렌즈 형상을 형성할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예는 발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드는, 발광소자 칩을 둘러싸도록 형성된 제1 몰드부 및 상기 발광소자 칩의 하부에 배치되는 제2 몰드부를 포함하고, 상기 제1 몰드부 하부의 일 영역에는 주입구가 형성되어 있고, 상기 제1 몰드부 상부의 일 영역에는 배기구가 형성되어 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자 패키지용 몰드에서, 상기 배기구는 상기 발광소자 칩으로부터 멀어질수록 직경이 클 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자 패키지용 몰드에서, 상기 주입구는 상기 발광소자 칩으로부터 멀어질수록 직경이 클 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자 패키지용 몰드에서, 상기 주입구는 상기 발광소자 칩을 향해 경사진 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 렌즈를 형성하는 방법은, 상기의 발광소자 패키지용 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드의 제1 몰드부가 발광소자 칩을 둘러싸도록 발광소자 패키지를 배치하는 단계, 상기 몰드의 주입구를 통해 봉지 재료를 주입하는 단계 및 상기 주입된 봉지 재료를 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자 패키지의 렌즈를 형성하는 방법에서, 상기 봉지 재료가 주입되는 경우에, 상기 발광소자 패키지와 상기 제1 몰드부 사이에 존재하는 공기는 상기 배기구를 통해 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드는 봉지 재료가 주입되는 주입구가 발광소자 칩을 둘러싸도록 형성된 제1 몰드부 하부의 일 영역에 형성되어 있고, 공기가 배출되는 배기구가 상기 제1 몰드부 상부의 일 영역에 형성되 있다. 따라서, 발광소자 패키지의 측면에서 주입되는 봉지 재료가 제1 몰드부의 하부로부터 안정적으로 충진되며, 이에 따라 몰드와 패키지 내에 존재하는 공기도 포획되지 않고 몰드의 상부에 있는 배기구를 통해 효과적으로 배출된다.
또한, 봉지 재료가 주입되는 주입구가 렌즈를 형성하는 반구형의 하단부에 위치되기 때문에, 봉지 재료를 주입하는 압력을 높일 수 있으며, 이로 인해 봉지 재료를 주입하는 작업 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 공기가 배출되는 배기구가 렌즈를 형성하는 반구형의 상부에 형성되기 때문에, 봉지 재료에 의해 패키지와 몰드 내부의 공기가 포획되는 것을 감소시킬 수 있어서, 렌즈를 형성한 후에 몰드를 제거할 경우 반구형인 렌즈의 외관 불량을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드에 발광소자 패키지가 결합된 것을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드에 발광소자 패키지가 결합된 것을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 렌즈를 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 칩, 패키지 또는 몰드 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하에서는 하기의 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드에 발광소자 패키지가 결합한 것을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지용 몰드에 발광소자 패키지가 결합한 것을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 발광소자 패키지는, 광을 발생시키는 발광소자 칩(120), 발광소자 칩(120)이 실장되는 리드 프레임(110), 발광소자 칩(120)을 2개의 리드 프레임(110a, 110b)에 전기적으로 연결시키는 와이어(130)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지용 제1 몰드부(200)는, 발광소자 칩(120)을 둘러싸도록 형성된 제1 몰드부(200) 및 발광소자 칩(120)의 하부에 배치되는 제2 몰드부(210)를 포함한다.
제1 몰드부(200)의 내측에는 봉지 재료가 주입되어 렌즈의 형상을 정의할 수 있다. 제1 몰드부(200)의 내측의 형상에 따라 렌즈의 형상이 반구형일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 즉, 제1 몰드부(200)의 내측면은 반구형 뿐만 아니라 다각형일 수 있다. 제1 몰드부(200)는 발광소자 칩(120)과 이격되어 발광소자 칩(120)을 둘러싸고 있다. 제1 몰드부(200)의 내측면이 반구형일 경우에 발광소자 칩(120)은 반구형의 하부 중심에 위치할 수 있다. 즉, 발광소자 칩(120)은 하기의 배기구(230)와 동일한 수직선상에 위치할 수 있다.
제1 몰드부(200) 하부의 일 영역에는 주입구(220)가 형성되어 있다. 봉지 재료는 제1 몰드부(200)의 주입구(220)를 통해 주입된다. 주입구(220)는 렌즈를 형성하는 반구형의 하단부에 위치될 수 있다. 즉, 주입구(220)는 제1 몰드부(200) 하부의 일 영역에 형성된다. 또한, 주입구(220)는 발광소자 칩(120)과 나란한 방향으로 형성될 수 있으나, 이제 제한되지 않고 발광소자 칩(120)과 일정한 각도를 이루어 경사진 방향으로 형성될 수도 있다(도 2를 참조함). 이때, 봉지 재료를 안정적으로 주입하기 위한 각도(θ)는 0°내지 30°범위일 수 있다.
따라서, 발광소자 패키지의 측면에서 주입되는 봉지 재료가 제1 몰드부(200) 하부로부터 안정적으로 충진되며, 이에 따라 제1 몰드부(200)와 패키지 내에 존재하는 공기도 제1 몰드부(200) 상부에 형성된 배기구(230)를 통해 배출된다.
또한, 봉지 재료가 주입되는 주입구(220)가 렌즈를 형성하는 반구형의 하단부에 위치되기 때문에, 봉지 재료를 주입하는 압력을 높일 수 있으며, 이로 인해 봉지 재료를 주입하는 작업 생산성을 향상시킬 수 있다.
주입구(220)의 측면에는 봉지 재료를 주입하기 위한 장치(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 장치는 주입하는 방식에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 봉지 재료 실린지 또는 인젝터일 수 있다.
나아가, 주입구(220)는 발광소자 칩(120)으로부터 멀어질수록 직경이 커질 수 있다. 즉, 주입구(220)는 발광소자 칩(120)과 가까운 부분보다 봉지 재료의 주입 장치(미도시)에 가까운 부분의 직경이 더 클 수 있으며, 달리 말해 제1 몰드부(200)의 내측면으로부터 바깥쪽으로 갈수록 주입구(200)의 직경이 더 클 수 있다. 또한, 주입구(220) 중 주입 장치(미도시)에 가까운 부분은 주입 장치에서 연결되는 부분의 형상 및 크기에 맞게 변경될 수 있다.
제1 몰드부(200) 상부의 일 영역에는 배기구(230)가 형성되어 있다. 제1 몰드부(200)에 형성된 배기구(230)는 제1 몰드부(200)의 중앙에 형성될 수 있다. 배기구(230)와 발광소자 칩(120)은 동일한 수직선상에 위치될 수 있다.
또한, 배기구(230)는 발광소자 칩(120)으로부터 멀어질수록 직경이 커진다. 즉, 배기구(230)의 직경은 제1 몰드부(200)의 내측면으로부터 바깥쪽으로 갈수록 더 클 수 있다. 이는 압력 차이를 이용하여, 상기 배기구(230)를 통해 외부로 공기를 효과적으로 배출시키기 위함이다.
주입구(220)를 통해 봉지 재료가 충진되는 경우에, 제1 몰드부(200)와 패키지의 내부에 있던 공기는 위로 이동한다. 봉지 재료가 제1 몰드부(200)와 패키지의 내부에 충진됨에 따라 공기는 배기구(230)를 통해 외부로 빠져나가게 된다. 즉, 봉지 재료가 제1 몰드부(200)의 하부부터 안정적으로 채워지기 때문에, 봉지 재료에 의해 내부 공기가 포획되지 않고 밖으로 배출된다.
결국, 패키지와 제1 몰드부(200) 내에 있는 공기가 봉지 재료에 의해 포획되지 않고 배출되면서 렌즈를 형성하기 때문에, 봉지 재료의 경화불량을 방지할 수 있으며, 봉지 재료를 통해 방출되는 광의 균일성 및 광 추출효율이 감소되는 것을 막을 수 있다.
또한, 공기가 배출되는 배기구(230)가 렌즈를 형성하는 반구형의 상부에 형성되기 때문에, 봉지 재료에 의해 패키지와 제1 몰드부(200) 내부의 공기가 포획되는 것을 감소시킬 수 있어서, 렌즈를 형성한 후에 몰드를 제거할 경우 반구형인 렌즈의 외관 불량을 최소화할 수 있다.
그리고, 주입구(220) 및 배기구(230)는 원형 또는 다각형 형상일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 특히, 주입구(220)의 형상은 봉지 재료가 주입되는 부분과 렌즈를 형성하는 부분의 형상이 다를 수 있다. 즉, 상기와 같이 주입 장치에 가까운 부분과 발광소자 칩(120)에 가까운 부분의 형상이 서로 다를 수 있다.
이하에서는 발광소자 패키지의 렌즈를 형성하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 렌즈를 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 렌즈를 형성하는 방법은, 도 1 또는 도 2에 도시된 몰드를 준비하는 단계(S10), 몰드의 제1 몰드부가 발광소자 칩을 둘러싸도록 발광소자 패키지를 배치하는 단계(S20), 몰드의 주입구를 통해 봉지 재료를 주입하는 단계(S30) 및 상기 주입된 봉지 재료를 경화시키는 단계(S40)를 포함한다.
먼저, 봉지 재료가 주입되는 주입구가 제1 몰드부 하부의 일 영역에 형성되어 있고, 공기가 배출되는 배기구가 상기 제1 몰드부 상부의 일 영역에 형성된 몰드를 준비한다.
그런 다음, 제1 몰드부가 발광소자 칩을 둘러싸도록 발광소자 패키지와 몰드를 결합하여 배치하고, 봉지 재료를 주입하기 위한 준비를 한다.
이후에, 몰드의 주입구를 통해 봉지 재료를 주입한다. 이때, 상기 주입되는 봉지 재료는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지일 수 있다. 상기 주입구는 도 1 및 도 2에서와 같이 렌즈를 형성하는 반구형의 하단부에 위치되어 있기 때문에, 봉지 재료가 제1 몰드부의 하부로부터 안정적으로 충진되며, 이에 따라 몰드와 패키지 내에 존재하는 공기도 제1 몰드부의 상부에 있는 배기구를 통해 배출되게 된다.
또한, 상기 주입구의 위치로 인해, 봉지 재료를 주입하는 압력을 높일 수 있으며, 이로 인해 봉지 재료를 주입하는 작업 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 공기가 배출되는 배기구가 렌즈를 형성하는 반구형의 상부에 형성되기 때문에, 봉지 재료에 의해 패키지와 몰드 내부의 공기가 포획되는 것을 감소시킬 수 있다.
상기 봉지 재료가 몰드와 패키지 내부의 공간에 충진된 후에, 상기 봉지 재료를 열처리하여 경화시킨다. 그런 다음, 상기 몰드를 제거하여 발광소자 패키지용 렌즈를 형성한다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광조사 패키지의 렌즈 형성방법은 제1 몰드부 하부의 일 영역에 형성된 주입구 및 제1 몰드부 상부의 일 영역에 형성된 배기구 구비된 몰드를 이용하여 렌즈를 형성하기 때문에, 봉지 재료가 몰드와 패키지 내부의 공기를 포획하는 것을 방지하면서 렌즈를 형성할 수 있다.
이로 인해, 봉지 재료를 주입하는 작업 생산성 등을 향상시킬 수 있으며, 렌즈를 형성한 후에 몰드를 제거할 경우 반구형인 렌즈의 외관 불량을 최소화할 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 리드 프레임 120 : 발광소자 칩
130 : 와이어 200 : 제1 몰드부
210 : 제2 몰드부 220 : 주입구
230 : 배기구

Claims (8)

  1. 발광소자 칩을 둘러싸도록 형성된 제1 몰드부; 및
    상기 발광소자 칩의 하부에 배치되는 제2 몰드부를 포함하고,
    상기 제1 몰드부 하부의 일 영역에는 주입구가 형성되어 있고, 상기 제1 몰드부 상부의 일 영역에는 배기구가 형성되어 있는 발광소자 패키지용 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기구는 상기 발광소자 칩으로부터 멀어질수록 직경이 큰 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주입구는 상기 발광소자 칩으로부터 멀어질수록 직경이 큰 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 몰드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주입구는 상기 발광소자 칩을 향해 경사진 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지용 몰드.
  5. 제1항에 따른 몰드를 준비하는 단계;
    상기 몰드의 제1 몰드부가 발광소자 칩을 둘러싸도록 발광소자 패키지를 배치하는 단계;
    상기 몰드의 주입구를 통해 봉지 재료를 주입하는 단계; 및
    상기 주입된 봉지 재료를 경화시키는 단계를 포함하는 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 봉지 재료가 주입되는 경우에, 상기 발광소자 패키지와 상기 제1 몰드부 사이에 존재하는 공기는 상기 배기구를 통해 제거되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배기구는 상기 발광소자 칩으로부터 멀어질수록 직경이 큰 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 주입구는 상기 발광소자 칩을 향해 경사진 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법.
KR1020100094165A 2010-09-29 2010-09-29 발광소자 패키지용 몰드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 렌즈 형성방법 KR20120032699A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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