KR20120048995A - 발광소자 패키지 제조방법 및 발광소자 패키지 제조용 프레임 - Google Patents

발광소자 패키지 제조방법 및 발광소자 패키지 제조용 프레임 Download PDF

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KR20120048995A
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Abstract

본 발명은 발광소자 패키지 제조방법 및 발광소자 패키지 제조용 프레임에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은 링 형상의 베이스부와, 상기 베이스부의 내측으로 연장된 적어도 한 쌍의 리드부 및 상기 리드부와 다른 방향에서 상기 베이스부의 내측으로 연장되되 말단의 적어도 일면에는 단차 구조가 형성된 적어도 하나의 지지부를 포함하는 베이스 프레임을 준비하는 단계와, 적어도 상기 지지부의 단차 구조와 결합되도록 패키지 본체를 형성하는 단계와, 상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계와, 상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계 및 상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계를 포함하는 발광소자 패키지 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 발광소자 패키지를 제조함에 있어서 리드 프레임과 패키지 본체가 이탈되는 현상이 최소화되며, 발광소자나 도전성 와이어 등에 미치는 충격이 저감된 발광소자 패키지 제조방법을 얻을 수 있다.

Description

발광소자 패키지 제조방법 및 발광소자 패키지 제조용 프레임 {MANUFACTURING METHOD OF LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND FRAME FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
본 발명은 발광소자 패키지 제조방법 및 발광소자 패키지 제조용 프레임에 관한 것이다.
반도체 발광소자의 일 종인 발광 다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 다이오드는 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. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 3족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
이러한 발광소자를 이용한 발광소자 패키지는 일반적으로 패키지 본체 및 이와 결합되는 리드 프레임을 구비하며, 리드 프레임 상에 발광소자가 배치될 수 있다. 그런데, 발광소자 패키지를 대규모로 제조할 경우, 초기 단계에서 서로 연결되어 있던 리드 프레임을 분리하는 공정이 수반되며, 이러한 분리 공정에 의한 충격에 의하여 발광소자에 크랙이 생기거나 와이어가 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 발광소자 패키지를 제조함에 있어서 리드 프레임과 패키지 본체가 이탈되는 현상이 최소화되며, 발광소자나 도전성 와이어 등에 미치는 충격이 저감된 발광소자 패키지 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 발광소자 패키지 제조방법에 사용되는 프레임을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
링 형상의 베이스부와, 상기 베이스부의 내측으로 연장된 적어도 한 쌍의 리드부 및 상기 리드부와 다른 방향에서 상기 베이스부의 내측으로 연장되되 말단의 적어도 일면에는 단차 구조가 형성된 적어도 하나의 지지부를 포함하는 베이스 프레임을 준비하는 단계와, 적어도 상기 지지부의 단차 구조와 결합되도록 패키지 본체를 형성하는 단계와, 상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계와, 상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계 및 상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계를 포함하는 발광소자 패키지 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 단차 구조는 상기 일면의 상부 또는 중앙 영역이 다른 영역보다 돌출된 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 패키지 본체는 상기 리드부와 결합되도록 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 패키지 본체는 상기 한 쌍의 리드부의 사이 공간을 채우도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 패키지 본체는 상기 단차 구조에 의하여 측면의 일부가 함입된 홈 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 패키지 본체는 상기 리드부의 하면 중 적어도 일부를 노출시키도록 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 패키지 본체의 하면은 상기 리드부 및 지지부 중 적어도 하나의 하면과 공면을 이루도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계는 상기 패키지 본체에 결합된 상기 단차 구조를 상기 패키지 본체로부터 적출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계는 상기 단차 구조가 상기 지지부의 나머지 부분과 분리되도록 상기 지지부를 절단하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 패키지 본체의 일 측면과 상기 단차 구조의 일 측면은 서로 공면을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계는 상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계 후에 실행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계는 상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계 전에 실행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 베이스부는 복수 개 구비되며, 상기 복수 개의 베이스부는 열과 행을 이루며 일체로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
링 형상의 베이스부와, 상기 베이스부의 내측으로 연장된 적어도 한 쌍의 리드부 및 상기 리드부와 다른 방향에서 상기 베이스부의 내측으로 연장되되 말단에는 하면보다 상면이 상기 베이스부로부터 더 연장되되 말단의 적어도 일면에는 단차 구조가 형성된 적어도 하나의 지지부를 포함하는 발광소자 패키지 제조용 프레임을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 리드부는 상기 베이스부에 인접한 영역보다 상대적으로 멀리 위치한 영역의 폭이 더 클 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 발광소자 패키지를 제조함에 있어서 리드 프레임과 패키지 본체가 이탈되는 현상이 최소화되며, 발광소자나 도전성 와이어 등에 미치는 충격이 저감된 발광소자 패키지 제조방법을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 의할 경우, 상기와 같은 발광소자 패키지 제조방법에 사용되는 프레임을 얻을 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조용 프레임을 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 1 및 도 2는 사시도이며, 도 3은 부분 단면도이다.
도 4 내지 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기 위한 것으로서 사시도 또는 부분 단면도에 해당한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1 내지 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기 위한 것이다. 우선, 도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조용 프레임을 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 1 및 도 2는 사시도이며, 도 3은 부분 단면도이다. 도 1 내지 3을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조용 프레임(혹은 베이스 프레임)은 베이스부(101), 리드부(102) 및 지지부(103)를 포함하는 구조로서, 서로 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 프레임은 전기전도성과 광 반사성이 우수한 물질을 사용하는 것이 바람직하며, Ag, Al, Cu, Ni, Au, Cr, Ti 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있을 것이다.
베이스부(101)는 링 형상으로 이루어져 후속 공정에서 발광소자 패키지를 지지하는 기능을 한다. 이 경우, 링 형상이라 함은 일 방향으로 관통하여 내부가 비어는 구조라면 그 형상에 관계없이 모두 해당된다고 할 것이다. 예를 들어, 도 1에서는 베이스부(101)는 상부에서 보았을 때 사각형과 유사한 형상을 갖지만, 실시 형태에 따라 원형, 타원형이나 다른 다각형과 유사한 형상을 가질 수도 있다. 리드부(102)는 베이스부(101)의 내측으로 한 쌍이 연장되어 형성되며, 최종 발광소자 패키지에서 리드 프레임에 해당하는 영역이다. 이 경우, 도 1 등에 도시된 것과 같이, 리드부(102)는 베이스부(101)에 인접한 영역보다 상대적으로 멀리 위치한 영역의 폭이 더 큰 형상을 가질 수 있으며, 폭이 좁은 영역은 소자 단위 분리를 위한 절단 영역으로 제공되고, 폭이 큰 영역은 발광소자의 실장영역으로 제공될 수 있다. 한편, 본 실시 형태에서는 리드부(102)가 한 쌍 제공되나, 필요에 따라 더 많은 수의 리드부(102)가 제공될 수도 있을 것이다.
지지부(103)는 리드부(102)와 다른 방향에서 베이스부(101)의 내측으로 연장된 구조이며, 상술한 소자 단위 분리 공정 과정에서 패키지 본체를 지지하는 기능을 수행한다. 따라서, 지지부(103)는 후속되는 몰딩 등의 공정에 의하여 패키지 본체와 결합되며, 본 실시 형태에서는 지지부(103)의 말단에 단차 구조(S)를 형성하여 패키지 본체와의 결합력이 증가되도록 하였다. 이러한 단차 구조(S)는 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 말단의 일면 중 상부 영역이 다른 영역보다 돌출된 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 경우에 따라, 상부가 아닌 중앙 영역이 돌출될 수도 있을 것이다. 돌출 영역이 지지부(103) 말단 중 하부에 형성될 경우에는 단차 구조가 전체 영역에서 패키지 본체와 결합되지 않게 되므로, 돌출 영역은 상기 말단 중 상부 또는 중앙 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 단차 구조(S)에 의하여 지지부(103)와 패키지 본체의 결합력이 증가될 수 있으므로, 공정 중에 패키지 본체가 리드부(102)로부터 이탈되는 현상이 저감될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 베이스 프레임을 준비한 후, 도 4 내지 10에 도시된 것과 같이 발광소자 패키지를 제조할 수 있다. 우선, 도 4 및 도 6에 도시된 것과 같이, 지지부(103)의 단차 구조(S) 및 리드부(102)와 결합되도록 패키지 본체(104)를 형성한다. 이 경우, 패키지 본체(104)는 한 쌍의 리드부(102) 사이 공간까지 채우도록 형성될 수 있다. 패키지 본체(104)는 실리콘이나 에폭시 수지 등을 몰딩하는 방법 등으로 형성될 수 있으며, 수지 내부에는 광 반사성 입자가 분산되어 발광소자로부터 방출된 빛을 상부로 유도할 수 있다. 다만, 패키지 본체(104)는 반드시 수지로 이루어져야 하는 것은 아니며, 세라믹 등의 물질로도 형성할 수 있을 것이다. 상술한 바와 같이, 패키지 본체(104)와 지지부(103)는 단차 구조(S)에 의하여 공고한 결합을 유지할 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 패키지 본체(104)는 리드부(102)의 상면 중 적어도 일부 및 하면 중 적어도 일부를 노출하도록 형성된다. 상면을 노출하는 것은 리드부(102)에 발광소자를 실장하기 위한 것이며, 하면을 노출하는 것은 열 전도도가 상대적으로 높은 리드부(102)를 통하여 방열이 효과적으로 이뤄지도록 하기 위한 것이다. 이 경우, 패키지 본체(104)는 그 하면이, 도 7에서 볼 수 있듯이, 리드부(102)의 하면과 공면을 이루도록 형성될 수 있으며, 나아가, 지지부(103)의 하면과도 공면을 이루도록 형성될 수 있다. 한편, 도 4에서는 개별 패키지를 제조하는 것을 설명하고 있으나, 도 5에 도시된 것과 같이, 베이스부(101)는 열과 행을 이루며 일체로 형성될 수 있으며, 이러한 방식에 따라, 복수의 발광소자 패키지를 효율적으로 제조할 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 것과 같이, 리드부(102)를 베이스부(101)로부터 분리하며, 이에 따라, 한 쌍의 리드 프레임(102a, 102b)이 얻어질 수 있다. 이에 따라, 패키지 본체(104)는 지지부(103)에 의해서만 지지된다. 이 경우, 리드부(102)를 베이스부(101)로부터 분리하는 과정 및 그 이후에 지지부(103)의 단차 구조에 의하여 공정 신뢰성이 향상될 수 있을 것이다. 도 7은 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지의 제조 모습을 하부에서 본 사시도에 해당한다. 본 단계에서 얻어진 한 쌍의 리드 프레임(102a, 102b)은 발광소자의 실장 영역을 제공하면서 방열 기능을 수행할 수 있으며, 발광소자에 전기 신호를 인가하기 위한 전극으로도 기능할 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 것과 같이, 한 쌍의 리드 프레임(102a, 102b) 중 적어도 하나, 본 실시 형태에서는 제1 리드 프레임(102a)에 발광소자(105)를 배치한다. 발광소자(102)는 전기 신호 인가 시 빛을 방출할 수 있는 소자라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 예를 들어, 발광다이오드를 사용할 수 있다. 발광소자(105)와 리드 프레임(102b)의 전기 연결을 위하여 도전성 와이어(W)가 이용될 수 있으며, 이와 달리, 제1 및 제2 리드 프레임(102a, 102b) 모두에 도전성 와이어가 연결되거나 도전성 와이어 없는 형태(예컨대, 플립칩 구조)로 발광소자(105)와 리드 프레임(102a, 102b)은 연결될 수 있을 것이다. 한편, 본 실시 형태에서는 리드부(102)를 베이스부(101)로부터 분리한 후에 발광소자(105)를 배치하는 방법을 설명하고 있으나, 필요에 따라 그 순서는 바뀔 수도 있다. 즉, 베이스부(101)로부터 분리되기 전에 리드부(102) 상에 발광소자(105)를 배치하고, 이후, 리드부(102) 분리 공정이 수행될 수도 있으며, 이 경우에는 지지부(103)의 단차 구조(S)에 의한 효과가 발광소자(105)에까지 작용할 수 있을 것이다.
다음으로, 도 9에 도시된 것과 같이, 지지부(103)를 패키지 본체(104)로부터 분리함으로써 개별 발광소자 패키지를 얻는다. 지지부(103)를 제거하는 방법은 베이스부(101)에 상하로 힘을 작용시켜 지지부(103), 구체적으로, 말단의 단차 구조가 패키지 본체(104)로부터 적출할 수 있을 것이다. 이러한 방식에 의할 경우, 도 9에서 볼 수 있듯이, 패키지 본체(104)는 상기 단차 구조에 의하여 측면의 일부가 함입된 홈 구조를 갖게 된다. 이와 다른 방식으로, 도 10에 도시된 것과 같이, 상기 단차 구조는 패키지 본체(104)에 잔존할 수도 있다. 즉, 베이스부(101)에 응력을 가하는 방법 대신, 지지부(103)를 절단하여 상기 단차 구조가 지지부(103)의 나머지 부분과 분리시킬 수도 있으며, 이 경우, 패키지 본체(104)의 일 측면과 상기 단차 구조의 일 측면은 서로 공면을 이룰 수 있다. 한편, 따로 도시하지는 않았으나, 본 단계 후나 그 전의 어느 단계(다만, 패키지 본체 형성 후)에서라도 패키지 본체(104)의 내부를 채워 발광소자(105)를 덮도록 투명 수지부를 형성할 수 있으며, 나아가, 상기 투명 수지의 내부 또는 그 위에 상기 발광소자(105)에서 방출된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 파장변환부를 형성할 수도 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
101: 베이스부 102: 리드부
102a, 102b: 제1 및 제2 리드 프레임 103: 지지부
104: 패키지 본체 105: 발광소자
W: 도전성 와이어

Claims (15)

  1. 링 형상의 베이스부와, 상기 베이스부의 내측으로 연장된 적어도 한 쌍의 리드부 및 상기 리드부와 다른 방향에서 상기 베이스부의 내측으로 연장되되 말단의 적어도 일면에는 단차 구조가 형성된 적어도 하나의 지지부를 포함하는 베이스 프레임을 준비하는 단계;
    적어도 상기 지지부의 단차 구조와 결합되도록 패키지 본체를 형성하는 단계;
    상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계;
    상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계; 및
    상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계;
    를 포함하는 발광소자 패키지 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단차 구조는 상기 일면의 상부 또는 중앙 영역이 다른 영역보다 돌출된 형상인 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체는 상기 리드부와 결합되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 패키지 본체는 상기 한 쌍의 리드부의 사이 공간을 채우도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체는 상기 단차 구조에 의하여 측면의 일부가 함입된 홈 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체는 상기 리드부의 하면 중 적어도 일부를 노출시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 패키지 본체의 하면은 상기 리드부 및 지지부 중 적어도 하나의 하면과 공면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계는 상기 패키지 본체에 결합된 상기 단차 구조를 상기 패키지 본체로부터 적출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체를 상기 지지부로부터 분리하는 단계는 상기 단차 구조가 상기 지지부의 나머지 부분과 분리되도록 상기 지지부를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패키지 본체의 일 측면과 상기 단차 구조의 일 측면은 서로 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계는 상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계 후에 실행되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 리드부 중 적어도 하나 상에 발광소자를 배치하는 단계는 상기 리드부를 상기 베이스부로부터 분리하는 단계 전에 실행되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부는 복수 개 구비되며, 상기 복수 개의 베이스부는 열과 행을 이루며 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  14. 링 형상의 베이스부;
    상기 베이스부의 내측으로 연장된 적어도 한 쌍의 리드부; 및
    상기 리드부와 다른 방향에서 상기 베이스부의 내측으로 연장되되 말단에는 하면보다 상면이 상기 베이스부로부터 더 연장되되 말단의 적어도 일면에는 단차 구조가 형성된 적어도 하나의 지지부;
    를 포함하는 발광소자 패키지 제조용 프레임.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리드부는 상기 베이스부에 인접한 영역보다 상대적으로 멀리 위치한 영역의 폭이 더 큰 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조용 프레임.
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