KR20120064286A - 발광소자 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자 패키지는 발광소자, 일부가 상향으로 절곡되고, 상기 발광소자가 실장되는 발광소자 실장부 및 상기 발광소자 실장부와 연결되고 기판에 실장되는 제1 패드부를 포함하는 제1 리드프레임, 상기 제1 리드프레임과 이격되어 구비되고, 상기 기판에 실장되는 제2 패드부를 포함하는 제2 리드프레임 및 바닥에 상기 발광소자가 실장되는 오목부 및 상기 발광소자가 방출하는 빛이 외부로 방출되는 발광면을 포함하고, 상기 발광소자 및 상기 제1 리드프레임을 몰딩하는 수지로 된 몸체부를 포함한다.

Description

발광소자 패키지{Light Emitting Device Package}

본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것으로, 특히 발광소자 패키지의 각 요소의 규격에 관계없이 우수한 발광효율을 갖는 발광소자 패키지에 관한 것이다.

발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써, 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 표면실장이 가능한 SMD(Surface Mount Device) 패키지가 대표적이다.

본 발명의 목적은 발광소자 패키지의 각 요소의 규격에 관계없이 우수한 발광효율을 가지는 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자, 일부가 상향으로 절곡되고, 상기 발광소자가 실장되는 발광소자 실장부 및 상기 발광소자 실장부와 연결되고 기판에 실장되는 제1 패드부를 포함하는 제1 리드프레임, 상기 제1 리드프레임과 이격되어 구비되고, 상기 기판에 실장되는 제2 패드부를 포함하는 제2 리드프레임 및 바닥에 상기 발광소자가 실장되는 오목부 및 상기 발광소자가 방출하는 빛이 외부로 방출되는 발광면을 포함하고, 상기 발광소자 및 상기 제1 리드프레임을 몰딩하는 수지로 된 몸체부를 포함한다.

상기 발광소자 실장부는 상기 제1 패드부와 연결되는 제1 수평부 및 상기 제1 수평부의 일부가 소정 높이로 적어도 한번 상향 절곡되어 상기 제1 수평부와 평행하고 상기 발광소자가 실장되는 제1 절곡부를 포함할 수 있다.

상기 제1 절곡부의 상면에서 상기 발광면까지 높이는 0.2 mm 내지 0.3 mm 일 수 있다.

상기 제2 리드프레임은 상기 제2 패드부와 연결되는 제2 수평부 및 상기 제2 수평부의 일부가 소정 높이로 적어도 한 번 상향 절곡되고 상기 제2 수평부와 평행한 제2 절곡부를 포함할 수 있다.

상기 발광소자는 상기 제1 리드프레임 및 상기 제2 리드프레임과 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 리드프레임의 상부와 상기 제2 리드프레임의 상부는 동일한 높이를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 발광소자 패키지의 각각의 규격에 관계없이 우수한 발광효율을 가지는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 발광소자 패키지의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 실험을 통해 얻어진 제1 절곡부의 상면과 발광면 사이의 간격에 따른 발광소자 패키지의 광량 및 광도를 비교한 비교표를 나타낸다.

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 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자(10), 제1 리드프레임(20), 제2 리드프레임(30), 몸체부(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 발광소자(10)는 전원공급 시 발광을 하도록 상기 제1 리드프레임(20)상에 실장되며, 상기 제1 리드프레임(20) 및 제2 리드프레임(30)과 한 쌍의 와이어(50)를 매개로 전기적으로 연결되는 와이어 본딩(wire bonding) 방식으로 구비된다.

상기 발광소자(10)와 전기적으로 연결되는 상기 제1리드프레임(20) 및 제2리드프레임(30)은 외부 전원을 인가 받아 상기 발광소자(10)에 인가하기 위해 전기 전도도가 높은 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발광소자(10)에서 방출되는 고온의 열을 외부로 방열(放熱)하기 위해 열전도율이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

도면에서와 같이, 상기 제1 리드프레임(20)은 발광소자 실장부와 제1 패드부(23)를 포함한다. 상기 발광소자 실장부는 제1 수평부(22)와 상기 제1 수평부(22)의 일부가 적어도 한번 상향으로 절곡되어 상기 제1 수평부(22)와 평행하고 발광소자(10)가 실장되는 제1 절곡부(21)를 포함한다. 제1 패드부(23)는 상기 제1 수평부(22)와 연결되고 기판(미도시)에 실장된다.

또한 제2 리드프레임(30)은 제1 리드프레임(20)과 이격되고, 기판에 실장되는 제2 패드부(33)를 포함한다. 일 실시예로 제2 리드프레임(30)은 제2 수평부(32), 상기 제2 수평부(32)의 일부가 적어도 한 번 상향으로 절곡되는 제2 절곡부(31) 및 상기 제2 수평부(32)와 연결되고 기판(미도시)에 실장되는 제2 패드부(33)를 포함한다.

상기 제1 수평부(22)에서 제1 절곡부(21)까지의 높이 및 제2 수평부(32)에서 제2 절곡부(31)까지의 높이(H4)는 실질적으로 동일하며, 사용자의 필요에 따라 높이(H4)를 다양하게 설계할 수 있다.

상기 제1 수평부(22)와 제1 패드부(23) 사이 및 제2 수평부(32) 및 제2 패드부(33) 사이의 높이(H2)는 실질적으로 동일하며, 사용자의 필요에 따라 높이(H2)를 다양하게 설계할 수 있다.

한편, 상기 몸체부(40)는 오목부(42) 및 발광면(41)을 포함한다. 상기 오목부(42)에 발광소자(10)가 실장된다. 상기 발광소자(10)가 방출하는 빛은 상기 발광면(41)을 통해 외부로 방출된다. 몸체부(40)는 상기 발광소자(10), 제1 리드프레임(20) 및 제2 리드프레임(30) 그리고 와이어(50)를 봉지하여 외부의 환경으로부터 보호한다. 이때, 상기 제1 패드부(23) 및 제2 패드부(33)는 그 단부가 상기 몸체부(40)에 의해 봉지되지 않고 외부로 노출됨으로써 미도시된 기판에 직접 표면실장(SMT)된다. 따라서, 상기 발광소자(10)의 열은 상기 제1 리드프레임(20)으로 전도되고, 이는 상기 제1 패드(23)가 표면실장되는 상기 기판(미도시)으로 방출되는 구조를 통해 방열 특성을 극대화하는 것이 가능하다.

상기 몸체부(40)는 투명 실리콘 또는 형광체가 혼합된 투명 실리콘으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 몸체부(40)의 높이(H3)는 사용자의 필요에 따라 다양하게 설계할 수 있다.

도 2는 실험을 통해 얻어진 제1 절곡부(21)의 상면과 발광면(41) 사이의 간격(H1)에 따른 발광소자 패키지의 광량 및 광도를 비교한 비교표를 나타낸다. 도 2를 참조하면 활성층에 입력되는 광량은 각각 1(lm)으로 모두 동일하다. 제1 절곡부(21)의 상면과 발광면(41) 사이의 간격(H1)에 따른 발광소자 패키지의 광량 및 광도 측정치는 다음과 같다. H1이 0.3㎜ 일 때, 발광소자 패키지의 광량은 약 2.161(lm)이다. H1이 0.25㎜ 일 때, 발광소자 패키지의 광량은 약 2.327(lm)로 H1이 0.3㎜ 일 때의 광량에 비해 약 7.7% 증가하였다. 또한 H1이 0.2㎜ 일 때, 발광소자 패키지의 광량은 약 2.418 (lm)로 H1이 0.3㎜ 일 때의 광량에 비해 약 11.9% 증가하였다.

한편, H1이 300㎛ 일 때, 발광소자 패키지의 광도는 약 0.66 (cd)이다. H1이 0.25㎜ 일 때, 발광소자 패키지의 광도는 약 0.72(cd)로 H1이 0.3㎜ 일 때의 광량에 비해 약 9.1% 증가하였다. 또한 H1이 0.2㎜ 일 때, 발광소자 패키지의 광량은 약 0.75(cd)로 H1이 0.3㎜ 일 때의 광량에 비해 약 13.3% 증가하였다.

상기 발광소자(10)가 탑재되는 상기 제1 절곡부(21)의 상면과 발광면(41) 사이의 간격(H1)은 일반적으로 짧을수록 발광효율이 우수하다. 그러나 발광소자 패키지의 제조공정의 난이도를 고려할 때, 상기 간격(H1)은 약 0.2㎜ 내지 약 0.3㎜ 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 범위는 약 0.2㎜ 내지 약 0.25㎜이다.

상기 제1 수평부(22)와 제1 절곡부(21) 사이의 높이(H4)를 사용자의 필요에 따라 다르게 설계할 수 있으므로 몸체부(40)의 높이(H3) 및 제1 수평부(22) 및 제1 패드부(23) 사이의 높이(H2)에 관계없이 제1 절곡부(21)의 상면과 발광면(41) 사이의 간격(H1)을 사용자가 원하는 간격으로 유지할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

10: 발광소자 20: 제1 리드 프레임
21: 제1 절곡부 22: 제1 수평부
23: 제1 패드부 30: 제2 리드 프레임
31: 제2 절곡부 32: 제2 수평부
33: 제2 패드부 40: 몸체부
41: 발광면 42: 오목부
50: 와이어

Claims (6)

1. 발광소자;
   일부가 상향으로 절곡되고, 상기 발광소자가 실장되는 발광소자 실장부 및 상기 발광소자 실장부와 연결되고 기판에 실장되는 제1 패드부를 포함하는 제1 리드프레임;
   상기 제1 리드프레임과 이격되어 구비되고, 상기 기판에 실장되는 제2 패드부를 포함하는 제2 리드프레임; 및
   바닥에 상기 발광소자가 실장되는 오목부, 상기 발광소자가 방출하는 빛이 외부로 방출되는 발광면을 포함하고, 상기 발광소자 및 상기 제1 리드프레임을 몰딩하는 수지로 된 몸체부
   를 포함하는 발광소자 패키지.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 발광소자 실장부는 상기 제1 패드부와 연결되는 제1 수평부 및 상기 제1 수평부의 일부가 소정 높이로 적어도 한번 상향 절곡되어 상기 제1 수평부와 평행하고 상기 발광소자가 실장되는 제1 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 절곡부의 상면에서 상기 발광면까지 높이는 0.2 mm 내지 0.3 mm 인 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 리드프레임은 상기 제2 패드부와 연결되는 제2 수평부 및 상기 제2 수평부의 일부가 소정 높이로 적어도 한 번 상향 절곡되고 상기 제2 수평부와 평행한 제2 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 발광소자는 상기 제1 리드프레임 및 상기 제2 리드프레임과 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 리드프레임의 상부와 상기 제2 리드프레임의 상부는 동일한 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.

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