KR20120132931A - 발광소자패키지 - Google Patents

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원성희
천영수
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    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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    • H01L2224/48476—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area
    • H01L2224/48477—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding)
    • H01L2224/48478—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding) the connecting portion being a wedge bond, i.e. wedge on pre-ball
    • H01L2224/4848—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding) the connecting portion being a wedge bond, i.e. wedge on pre-ball outside the semiconductor or solid-state body
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    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10H20/00
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Abstract

실시예는 발광소자패키지에 관한 것이다. 실시예에 따른 발광소자패키지는 제1 리드프레임 상에 위치하고, 상면에 전극패드를 구비하는 발광소자, 상기 제1 리드프레임과 이격되어 위치하는 제2 리드프레임과 상기 전극패드를 전기적으로 연결하는 제1 와이어 및 상기 제2 리드프레임 상에서, 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임이 접하는 제1 접점과 이격되어 위치하는 제1 접합볼 을 포함하고, 상기 제1 접합볼은 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임 사이에 위치하여, 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임을 전기적으로 연결할 수 있다. 실시예에 따른 발광소자패키지는 와이어 본딩시 접합볼을 사용함으로써 와이어를 고정하여 리드프레임의 와이어 접합부가 끊어지는 것을 방지하고, 접합볼을 통하여 와이어가 리드프레임에 전기적으로 연결될 수 있어 와이어 본딩에 관한 신뢰성을 개선시키는 효과를 가진다.

Description

발광소자패키지{Light-emitting device}
실시예는 발광소자패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모컨, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있으며, 점차 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
이와 같은 LED를 동작시키기 위해서는 와이어 본딩을 통해 LED와 리드프레임을 전기적으로 연결해야 한다. 와이어 본딩시, LED의 와이어 본딩부(1차본딩부)에 비해 리드프레임의 와이어 본딩부(2차본딩부)가 취약하여 외부로부터의 충격에 의해 끊어지는 문제점이 있어 와이어 본딩에 대한 신뢰성 확보가 필요하다.
실시예는 와이어 본딩시 접합볼을 사용하여 와이어 본딩에 관한 신뢰성을 개선할 수 있는 발광소자패키지를 제공함에 있다.
실시예에 따른 발광소자패키지는 제1 리드프레임 상에 위치하고, 상면에 전극패드를 구비하는 발광소자, 상기 제1 리드프레임과 이격되어 위치하는 제2 리드프레임과 상기 전극패드를 전기적으로 연결하는 제1 와이어 및 상기 제2 리드프레임 상에서, 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임이 접하는 제1 접점과 이격되어 위치하는 제1 접합볼 을 포함하고, 상기 제1 접합볼은 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임 사이에 위치하여, 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임을 전기적으로 연결할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자패키지는 와이어 본딩시 접합볼을 사용함으로써 와이어를 고정하여 리드프레임의 와이어 접합부가 끊어지는 것을 방지하고, 접합볼을 통하여 와이어가 리드프레임에 전기적으로 연결될 수 있어 와이어 본딩에 관한 신뢰성을 개선시키는 효과를 가진다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 와이어 본딩구조를 나타내는 도이다.
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 와이어 본딩구조를 나타내는 도이다.
도 4a는 실시예에 따른 발광소자패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 조명장치의 D-D' 단면을 도시한 단면도이다.
도 5은 실시예에 따른 발광소자패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 캐비티가 형성된 패키지몸체(110), 캐비티에 실장되는 발광소자(130), 리드프레임(120), 캐비티에 충진되는 수지물(140)을 포함할 수 있다.
패키지몸체(110)는 하우징 역할을 수행하는데, 중앙부에 캐비티가 형성되어 상기 캐비티 내부에 발광소자(130)가 실장될 수 있다.
또한, 패키지몸체(110)는 리드프레임(120)을 감싸 지지하며, 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 패키지몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
패키지몸체(110)에는 발광소자(130)가 외부로 노출되도록 상부쪽이 개방된 캐비티가 형성될 수 있으며, 캐비티는 패키지몸체(110) 내부를 경사지게 형성할 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 발광소자(130)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 발광소자(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
한편, 패키지몸체(110)에 형성되는 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 특히 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때, 캐비티의 내벽을 이루는 캐비티의 측면 및 바닥면에 반사코팅막(미도시)이 형성될 수 있다. 여기서, 반사코팅막(미도시)이 형성되는 패키지몸체(110)의 표면은 매끄럽거나 소정의 거칠기(roughness)를 가지도록 형성될 수 있으며, 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 등으로 이루어질 수 있다.
리드프레임(120)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 리드프레임(120)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 리드프레임(120)은 서로 다른 전원을 인가하도록 제1 리드프레임(121) 및 제2 리드프레임(122)으로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 리드프레임(121) 및 제2 리드프레임(122)은 소정 간격으로 서로 이격되어 형성되며 패키지몸체(110)에 의해 일부가 감싸질 수 있다.
발광소자(130)는 제1 리드프레임(121) 및 제2 리드프레임(122) 중 어느 하나의 상부면에 실장되어 외부에서 인가되는 전원에 의해 소정파장의 빛을 출사하는 반도체소자의 일종이며, GaN(질화 갈륨), AlN(질화 알루미늄), InN(질화 인듐), GaAs(갈륨 비소) 등의 3족 및 5족 화합물을 기반으로 하여 구현될 수 있다. 일 예로 발광소자(130)는 발광 다이오드일 수 있다.
발광 다이오드는 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 실시예에서는 단일의 발광다이오드가 중심부에 구비되는 것으로 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정하지 않고 복수개의 발광다이오드를 구비하는 것 또한 가능하다.
또한, 발광소자는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type) 모두에 적용 가능하다.
수평형 발광소자는 2개의 와이어를 통한 와이어본딩 방식으로, 수직형 발광소자는 1개의 와이어를 통한 와이어본딩 방식으로 제1 리드프레임(121) 및 제2 리드프레임(122)과 전기적으로 연결되어 외부 전원을 인가 받는다.
수지물(140)은 캐비티에 충진되어 발광소자(130) 및 와이어를 밀봉시켜 줄 수 있다. 이 때, 수지물(140)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지 재료로 형성될 수 있으며, 상기 재료를 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
수지물(140)의 표면은 오목 렌즈 형상, 볼록 렌즈 형상, 플랫한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 수지물(140)의 형태에 따라 발광소자(130)에서 방출된 광의 지향각이 변화될 수 있다.
또한, 수지물(140) 위에는 다른 렌즈 형상의 수지물이 형성되거나 부착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
수지물(140)에는 형광체를 포함할 수 있다. 여기서, 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 발광소자패키지(100)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
즉, 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있는바, 예를 들어, 발광소자(130)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기 되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자패키지(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
이와 유사하게, 발광소자(130)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(130)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.
이하 도에서는 A부분의 와이어 본딩을 상세하게 설명한다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 와이어 본딩구조를 나타내는 도이다.
도 2를 참조하면, 제1 리드프레임(121) 상에 위치한 발광소자(130)를 제2 리드프레임(122)과 전기적으로 연결시키기 위해서는 발광소자에 와이어를 본딩하는 1차 본딩 및 1차 본딩으로 연결된 와이어를 제2 리드프레임에 본딩하는 2차 본딩이 필요하다. 와이어 본딩 구조는 발광소자(130), 전극패드(150), 패드볼(160), 제1 와이어(170), 제1 접합볼(190), 제2 접합볼(195), 제1 리드프레임(121), 제2 리드프레임(122)이 포함될 수 있다.
제1 리드프레임(121)상에 발광소자(130)가 위치할 수 있다. 제1 리드프레임(121) 및 발광소자(130)에 대한 설명은 도 1에서 전술하였으므로 생략한다.
발광소자의 상면에는 전극패드(150)가 형성될 수 있다.
전극패드(150)는 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 인듐(In), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 둘 이상의 합금으로 형성할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 물질을 적층하여 형성할 수 있다.
전극패드(150)상에는 패드볼(160)이 형성될 수 있다. 캐필러리를 이용하여 전기적인 방전을 시키면 와이어 끝 부분에 볼 형태의 패드볼(160)이 형성된다. 이를 패드볼(160)이 접합하고자 하는 전극패드(150)의 표면에 접촉하고 초음파와 압력을 가하여 전극패드(150)와 패드볼(160)사이에 금속접합을 할 수 있다. 이 때, 초음파의 세기, 패드볼을 누르는 하중, 초음파의 유지시간 등에 의해 접합 강도가 달라질 수 있다.
예를 들어, 초음파의 세기나 패드볼(160)을 누르는 하중이 강할수록 접합 강도가 증가하기는 하나 전극패드(150)가 손상을 입어 신뢰성이 떨어질 수 있다.
패드볼(160)을 형성한 후에는 캐필러리가 제2 리드프레임(122)상으로 이동하면서 제1 와이어(170)로 루프를 형성할 수 있다.
제1 와이어(170)는 금 와이어, 알루미늄 와이어, 구리 와이어 등일 수 있다. 와이어는 루프의 높이에 따라 high루프, middle루프, low루프로 구분하는데 사용목적에 따라 높이가 다른 루프를 사용할 수 있다. high루프는 루프의 높이가 높지만 길이가 짧아 발광소자의 가장자리나 발광소자패키지가 와이어와 접촉하지 않도록 접합하는데 주로 사용할 수 있다. low루프 와이어는 결정 영역을 짧게 하여 루프의 높이를 낮게 한 것으로 발광소자패키지가 얇은 곳에서 사용할 수 있다.
제1 와이어(170)의 직경은 제1 와이어(170)가 전송할 수 있는 전류의 크기를 결정하므로 소요되는 전류 및 전압을 계산하여 와이어의 크기를 결정할 수 있다.
여기서, 제1 와이어(170)의 직경은 0.7mil 내지 2mil을 사용할 수 있다.
제1 와이어(170)는 제2 리드프레임(122)에 스티치(Stitich)본딩이 된 후, 캐필러리에 의해 눌려져 제1 와이어(121)가 제2 리드프레임(122)의 상면에 절단,부착 될 수 있다.
제1 와이어(170)와 제2 리드프레임(122)이 접하는 제1 접점(180)상에 접착제(미도시)가 도포될 수 있다.
접착제(미도시)는 도전성 접착제로서 열경화성 에폭시수지와 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등의 금속분말로 이루어질 수 있고 볼 형태로 접착될 수 있다. 접착제가 도포되면 제1 접점(180)의 접합력을 강화시킬 수 있고 제1 접점(180)의 접합이 떨어지더라도 접착제가 도전성이므로 전류는 계속 흐르게 할 수 있다.
제1 접합볼(190)은 제1 접점(180)과 이격되어 제2 리드프레임(122) 상에 위치할 수 있다.
제1 접합볼(190)이 도전성 물질로 이루어지고, 제1 접점(180)과 이격되어 위치하면, 제1 와이어(170)는 제1 접점(180)에서 뿐만 아니라 제1 접합볼(190)이 제2 리드프레임(122)과 접하는 위치에서도 제2 리드프레임(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 제1 접점(180)에서의 와이어 본딩이 끊어진다고 하여도 제1 접합볼(190)에 의해서 제1 와이어(170)와 제2 리드프레임(122)이 전기적으로 연결될 수 있어 와이어 본딩에 대한 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
제2 접합볼(195)은 제1 접합볼(190) 상에 위치하여, 제2 접합볼(195)과 제1 접합볼(190)사이에 제1 와이어(170)가 위치하도록 하여 제1 와이어(170)를 고정시킬 수 있다.
상기와 같이 제1 접합볼(190) 및 제2 접합볼(195)을 이용하여 제1 와이어(170)를 고정시키면 제1 와이어(170)가 제1 접합볼(190)로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있으며, 제1 접점(180)에서의 와이어 본딩이 외부로부터 받는 충격이 완화될 수 있어 와이어 본딩에 대한 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
또한, 제1 와이어(170)를 눌러주는 효과가 있어 제1 와이어(170)를 유연하게 제1 접점(180)에 연결시킬 수 있어 제1 접점(180)에서의 와이어 본딩이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
제1 접합볼(190)및 제2 접합볼(195)은 Ag, Cu, Al, Au 등의 전도성 물질로 형성될 수 있다.
제2 접합볼(195)의 크기는 제1 접합볼(190)의 크기보다 크게 형성할 수 있다.
제1 접합볼(190)은 폭은 95um~105um로 형성될 수 있으며, 제2 접합볼(195)의 폭은 76um~84um로 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 와이어 본딩구조를 나타내는 도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 접합볼(290) 또는 제2 접합볼(295) 중 어느 하나에는 제2 리드프레임(222)을 전기적으로 연결하는 제2 와이어(275)가 위치할 수 있다.
제2 와이어(275)는 제1 접합볼(290) 또는 제2 접합볼(295)에 의해 제1 와이어(270)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 와이어(275)는 제1 와이어(270)와 동일한 재질 및 방법으로 형성될 수 있으며, 제1 와이어(270)보다 짧게 형성될 수 있다. 제2 와이어(275)를 길게 형성하면, 외부충격의 영향을 더 많이 받을 수 있으므로 짧게 형성하는 것이 바람직하다.
제2 와이어(275)와 제2 리드프레임(222)이 접하는 제2 접점(285)은 제1 접점(280)과 이격되어 위치할 수 있다.
제2 접점(285)이 제1 접점(280)과 이격되어 위치하면 제1 와이어(270)는 제1 접점(280)에서 뿐만 아니라 제2 접점(285)에서도 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 제1 접점(280)에서의 와이어 본딩이 끊어진다고 하여도 제2 와이어(275)와 제1 접합볼(290) 또는 제2 와이어(275)와 제2 접합볼(295)에 의해서 제1 와이어(270)와 제2 리드프레임(222)이 전기적으로 연결될 수 있어 와이어 본딩에 대한 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
도 4a는 실시예에 따른 발광소자패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 조명장치의 D-D' 단면을 도시한 단면도이다.
이하에서는, 실시 예에 따른 조명장치(200)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치(200)의 길이방향(Z)과, 길이방향(Z)과 수직인 수평방향(Y), 그리고 길이방향(Z) 및 수평방향(Y)과 수직인 높이방향(X)으로 설명하기로 한다.
즉, 도 4b는 도 4a의 조명장치(200)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 조명장치(200)는 몸체(310), 몸체(310)와 체결되는 커버(330) 및 몸체(310)의 양단에 위치하는 마감캡(350)을 포함할 수 있다.
몸체(310)의 하부면에는 발광소자모듈(340)이 체결되며, 몸체(310)는 발광소자패키지(344)에서 발생된 열이 몸체(310)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자패키지는(344)는 PCB(342) 상에 다색, 다열로 실장 되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB (342)로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
한편, 발광소자패키지(344)는 다수의 홀이 형성되고, 전도성 물질로 이루어진 필름을 포함할 수 있다.
금속 등의 전도성 물질로 형성된 필름은 광의 간섭현상을 많이 일으키기 때문에, 광파의 상호 작용에 의해 광파의 강도가 강해질 수 있어 광을 효과적으로 추출 및 확산시킬 수 있으며, 필름에 형성된 다수의 홀은 광원부에서 발생한 광의 간섭과 회절을 통해 효과적으로 광을 추출할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 조명장치(200)의 효율이 향상될 수 있다. 이때, 필름에 형성되는 다수의 홀의 크기는 광원부에서 발생하는 광의 파장보다 작은 것이 바람직하다.
커버(330)는 몸체(310)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
커버(330)는 내부의 발광소자모듈(340)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(330)는 발광소자패키지(344)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(330)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(330)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자패키지(344)에서 발생한 광은 커버(330)를 통해 외부로 방출되므로 커버(330)는 광투과율이 우수하여야하며, 발광소자패키지(344)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(330)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(350)은 몸체(310)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(350)에는 전원핀(352)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(200)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(300)는 액정표시패널(410)과 액정표시패널(410)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(470)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(410)은 백라이트 유닛(470)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(410)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(412) 및 박막 트랜지스터 기판(414)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(412)은 액정표시패널(410)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(414)은 구동 필름(417)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로기판(418)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(414)은 인쇄회로기판(418)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로기판(418)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(414)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(470)은 빛을 출력하는 발광소자모듈(420), 발광소자모듈(420)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(410)로 제공하는 도광판(430), 도광판(430)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(450, 460, 464) 및 도광판(430)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(430)으로 반사시키는 반사 시트(440)로 구성된다.
발광소자모듈(420)은 복수의 발광소자패키지(424)와 복수의 발광소자패키지(424)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(422)을 포함할 수 있다.
특히, 발광소자패키지(424)는 다수의 홀이 형성된 필름을 발광면에 포함함으로써, 렌즈를 생략할 수 있어 슬림한 발광소자패키지를 구현할 수 있고, 동시에 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 보다 박형화한 백라이트유닛(470)의 구현이 가능해진다.
한편, 백라이트유닛(470)은 도광판(430)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(410) 방향으로 확산시키는 확산필름(460)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(450)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(450)를 보호하기 위한 보호필름(464)을 포함할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
다만, 도 5에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 6은 직하 방식으로, 액정 표시 장치(400)는 액정표시패널(510)과 액정표시패널(510)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(570)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(510)은 도 5에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(570)은 복수의 발광소자모듈(523), 반사시트(524), 발광소자모듈(523)과 반사시트(524)가 수납되는 하부 섀시(530), 발광소자모듈(523)의 상부에 배치되는 확산판(540) 및 다수의 광학필름(560)을 포함할 수 있다.
발광소자모듈(523) 복수의 발광소자패키지(522)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(521)을 포함할 수 있다.
특히, 발광소자패키지(522)는 전도성 물질로 형성되고, 다수의 홀을 포함하는 필름을 발광면에 구비함으로써, 렌즈를 생략할 수 있게되어 슬림한 발광소자패키지를 구현할 수 있고, 동시에 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 보다 박형화한 백라이트유닛(570)의 구현이 가능해진다.
반사 시트(524)는 발광소자패키지(522)에서 발생한 빛을 액정표시패널(510)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자모듈(523)에서 발생한 빛은 확산판(540)에 입사하며, 확산판(540)의 상부에는 광학 필름(560)이 배치된다. 광학 필름(560)은 확산 필름(566), 프리즘필름(550) 및 보호필름(564)를 포함하여 구성된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 발광소자패키지 110: 패키지몸체
120 : 리드프레임 130: 발광소자
140: 수지물 150: 전극패드
160 : 패드볼 170, 270: 제1 와이어
175, 275: 제2 와이어 180, 280: 제1 접점
185, 285: 제2 접점 190, 290: 제1 접합볼
195, 295: 제2 접합볼

Claims (11)

  1. 제1 리드프레임 상에 위치하고, 상면에 전극패드를 구비하는 발광소자;
    상기 제1 리드프레임과 이격되어 위치하는 제2 리드프레임과 상기 전극패드를 전기적으로 연결하는 제1 와이어; 및
    상기 제2 리드프레임 상에서, 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임이 접하는 제1 접점과 이격되어 위치하는 제1 접합볼을 포함하고,
    상기 제1 접합볼은 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임 사이에 위치하여, 상기 제1 와이어와 상기 제2 리드프레임을 전기적으로 연결하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 전극패드 상에 패드볼을 포함하고,
    상기 제1 와이어는 상기 패드볼과 상기 제2 리드프레임을 전기적으로 연결하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접합볼 상에는 제2 접합볼을 포함하고,
    상기 제1 와이어는 상기 제1 접합볼과 상기 제2 접합볼 사이에 위치하여, 상기 제1 접합볼과 상기 제2 접합볼은 상기 제1 와이어를 고정하는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 접합볼 또는 상기 제2 접합볼 중 어느 하나와 상기 제2 리드프레임을 전기적으로 연결하는 제2 와이어를 포함하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 와이어와 상기 제2 리드프레임이 접하는 제2 접점은 상기 제1 접점과 이격되어 위치하는 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접점 상에 접착제가 도포된 발광소자 패키지.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 접합볼 또는 상기 제2 접합볼은 Ag로 이루어진 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자가 실장되는 캐비티가 형성된 패키지 몸체 및
    상기 캐비티에 충진된 수지물을 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수지물은 형광체 및 광확산재 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 발광소자패키지를 포함하는 조명장치.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 발광소자패키지를 포함하는 백라이트 장치.
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