KR20130101494A - 발광 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트리밍 및 포밍 공정 없이도 접점면의 형성이 용이하고, 접착성이 향상된 리드프레임을 갖는 발광 디바이스가 개시된다.
개시된 발광 디바이스는 서로 이격된 제1 및 제2 리드와, 제1 리드 상에 실장된 발광 다이오드와, 제1 및 제2 리드를 지지하는 패키지 몸체를 포함하고, 제1 리드는 제2 리드와 마주보는 제1 내측면을 포함하고, 제2 리드는 제1 리드와 마주보는 제2 내측면을 포함하고, 제1 및 제2 리드는 길이방향으로 나란하게 위치한 제1 측면들 및 제1 및 제2 내측면들과 대칭되는 제2 측면들을 포함하고, 제2 측면들의 상단 폭은 제2 측면들의 하단 폭보다 넓은 구조를 갖는다.
개시된 발광 디바이스는 서로 이격된 제1 및 제2 리드와, 제1 리드 상에 실장된 발광 다이오드와, 제1 및 제2 리드를 지지하는 패키지 몸체를 포함하고, 제1 리드는 제2 리드와 마주보는 제1 내측면을 포함하고, 제2 리드는 제1 리드와 마주보는 제2 내측면을 포함하고, 제1 및 제2 리드는 길이방향으로 나란하게 위치한 제1 측면들 및 제1 및 제2 내측면들과 대칭되는 제2 측면들을 포함하고, 제2 측면들의 상단 폭은 제2 측면들의 하단 폭보다 넓은 구조를 갖는다.
Description
본 발명은 발광 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트리밍 및 포밍 공정 없이도 접점면의 형성이 용이하고, 접착성이 향상된 리드프레임을 갖는 발광 디바이스에 관한 것이다.
일반적으로 발광장치에는 다양한 발광칩이 사용되는데, 예를 들어 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광되는 현상을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)가 사용된다. 발광 다이오드로는 GaAsP 등을 이용한 적색 발광 다이오드, GaP 등을 이용한 녹색 발광 다이오드, InGaN/AlGaN 더블 헤테로(double hetero) 구조를 이용한 청색 발광 다이오드 등이 있다.
발광장치는 칩의 종류, 패키지의 형상 또는 광의 출사 방향에 따라 다양한 형식으로 제조된다. 예를 들어 칩(chip)형, 램프(lamp)형, 탑뷰(top view)형, 사이드뷰(side view)형 등이 제조되어 사용되고 있으며, 최근에는 LCD(Liquid Crystal Display) 제품의 슬림화 및 저전력화에 따라 LCD의 백라이드유닛 광원으로 사용되는 사이드뷰형의 발광장치의 수요가 증가되고 있다.
일반적인 사이드뷰형의 발광장치는 하우징과 리플렉터로 구성되는 패키지 본체와, 상기 하우징 상에 서로 이격되어 형성되는 제 1 및 제 2 리드프레임과, 상기 제 1 리드프레임에 실장되고 제 2 리드프레임과는 와이어로 연결되는 발광칩과, 상기 발광칩을 봉지하도록 상기 리플렉터의 내측에 형성되는 몰딩부를 포함한다.
이때 상기 제 1 및 제 2 리드프레임에는 발광장치를 별도의 인쇄회로기판에 실장하기 위한 전기 접점부인 접점면이 형성된다. 이러한 제 1 및 제 2 리드프레임은 플레이트 형상으로 준비되어 트리밍(triming) 공정을 통하여 미리 제작된 다음, 패키지 본체에 결합하고, 상기 패키지 본체의 외측으로 노출되는 리드프레임을 상부 또는 하부방향으로 절곡하는 포밍(forming) 공정을 실시하여 접점면을 형성시킨다. 하지만, 접점면의 형성을 위하여 트리밍 및 포밍 공정 수행시 리드프레임 및 패키지 본체에 크랙이 발생되거나 리드프레임과 패키지 본체 사이의 계면에서 접합불량이 발생되는 문제점이 발생되었다.
그리고, 리드프레임의 접점면은 평면으로 이루어지고, 그 면적이 매우 좁아 납땜성이 떨어지는 문제점이 있었다. 그래서, 발광장치를 별도의 인쇄회로기판에 실장하는 경우 발광장치가 인쇄회로기판상에서 틀어지거나 단락되는 등 많은 문제점이 있었다.
또한, 사출성형으로 제작되는 패키지 본체는 열특성이 비교적 낮은 열가소성의 PPA계열 수지를 사용하기 때문에 발광장치를 별도의 인쇄회로기판에 실장하기 위하여 납땜 리플로우 공정을 진행하는 경우, 리플로우 온도에 의해 패키지 본체 및 몰딩부가 열적 손상을 받아 변형되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발광장치의 리드프레임에 형성되는 접점면의 면적을 넓히고, 납땜성을 향상시키기 위한 홈부를 형성하여, 인쇄회로기판에 실장될 때 기판과의 접착성을 향상시킬 수 있는 발광 디바이스를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 발광장치를 구성하는 패키지 본체를 트랜스퍼 성형법으로 제작함에 따라 열특성이 우수한 재료를 사용할 수 있고, 이에 따라 발광장치를 인쇄회로기판에 실장하는 리플로우 공정시 리드프레임과 패키지 본체의 손상을 방지할 수 있는 발광 디바이스를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 디바이스는 서로 이격된 제1 및 제2 리드; 상기 제1 리드 상에 실장된 발광 다이오드; 및 상기 제1 및 제2 리드를 지지하는 패키지 몸체를 포함하고, 상기 제1 리드는 상기 제2 리드와 마주보는 제1 내측면을 포함하고, 상기 제2 리드는 상기 제1 리드와 마주보는 제2 내측면을 포함하고, 상기 제1 및 제2 리드는 길이방향으로 나란하게 위치한 제1 측면들 및 상기 제1 및 제2 내측면들과 대칭되는 제2 측면들을 포함하고, 상기 제2 측면들의 상단 폭은 상기 제2 측면들의 하단 폭보다 넓은 구조를 갖는다.
상기 제1 측면들의 상단 폭은 상기 제1 측면들의 하단 폭보다 넓은 구조를 갖는다.
상기 제2 측면들의 하단에 형성된 적어도 하나 이상의 홈을 포함한다.
상기 홈은 상기 제2 측면으로부터 제1 측면방향으로 형성된다.
상기 제1 측면은 하단에 형성된 적어도 하나 이상의 홈을 포함한다.
상기 홈은 상기 제1 측면으로부터 제2 측면 방향으로 형성된다.
상기 홈은 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 만나는 영역에 형성된다.
상기 제1 및 제2 리드는 전기 접점부를 더 포함하고, 상기 접점부의 일부영역에 형성된 홈을 포함한다.
상기 패키지 몸체는 상기 발광 다이오드를 감싸는 리플렉터를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 리드프레임의 접점면에 면적을 넓히고, 특히 접점면에 납땜성을 향상시키는 홈부를 형성하여 인쇄회로기판과 발광장치의 접착성을 향상시키기 때문에 발광장치의 탈락 및 비틀어짐 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 블록형상의 리드프레임을 사용함에 따라 종래에 수행되던 트리밍 및 포밍과 같은 공정을 생략할 수 있어 제조공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 패키지 본체의 하우징을 연장하여 형성함에 따라 리플렉터와의 균형을 유지하여 발광장치의 안정적인 실장을 보장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 패키지 본체를 열특성이 우수한 열경화성 수지를 이용하여 트랜스퍼 성형법으로 성형하기 때문에, 발광장치를 인쇄회로기판에 실장시키는 리플로우 공정이 패키지 본체 및 몰딩부의 녹는점보다 상대적으로 낮은 온도에서 이루어지므로 패키지 본체 및 몰딩부의 열적 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광장치를 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 리드프레임을 보여주는 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 리드프레임의 변형예를 보여주는 사시도이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광장치의 실장상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 리드프레임을 보여주는 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 리드프레임의 변형예를 보여주는 사시도이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광장치의 실장상태를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 발광소자 패키지 및 이의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 발광장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 리드프레임을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 리드프레임의 변형예를 보여주는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 발광장치는 발광칩(110)과; 상기 발광칩(110)에서 발광된 광이 출사되는 개구부를 갖는 패키지 본체(120)와; 서로 이격되어 구비되고, 상기 개구부 내측에서 상기 발광칩(110)과 전기 연결되는 실장면(131,141)이 형성되고, 상기 패키지 본체(120)의 외측으로 전기 접점을 위한 접점면(133,143)이 형성되며, 상기 접점면(133,143) 중 적어도 일부에 홈부(135,145)가 형성되는 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)을 포함한다.
발광칩(110)은 외부전원의 인가에 의해 광을 발생시키는 수단으로, 적외선 영역에서부터 자외선 영역의 빛을 발광하는 칩 중에서 선택적으로 채택 가능하다. 예를 들어 수직형 발광 다이오드가 사용될 수 있다.
패키지 본체(120)는 일측으로 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)이 설치되고, 타측으로 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 두께(t)보다 길이가 연장된 하우징(121)과; 상기 하우징(121)의 일측으로 형성되고, 상기 발광칩(110)에서 발광된 광이 출사되는 개구부를 형성하는 리플렉터(123)로 구성된다. 상기 패키지 본체(120)는 열경화성 수지, 예를 들어 에폭시 수지에 백색안료가 첨가된 EMC(Epoxy mold compound)몰딩제를 이용하여 트랜스퍼 성형(transfer molding)법으로 제조한다. 그래서, 상기 하우징(121)과 리플렉터(123)를 일체로 형성한다.
하우징(121)과 리플렉터(123)의 형상은 발광장치의 용도에 따라 다양하게 변경되어 제조될 수 있다. 특히 본 실시예에서는 상기 리플렉터(123)에 형성된 개구부의 개구방향이 패키지 본체(120)의 전방으로 형성된다. 상기 "전방"이라 함은 사이드뷰형 발광장치에서 광의 출사방향을 말하는 것으로서, 도면에 표시된 Z방향을 의미한다. 이후부터는 후술되는 구성요소의 설명을 명확히 하고자 도면에 도시된 X방향은 상부, -X축 방향은 하부, Y축 방향 및 -Y축 방향은 측부, Z축 방향은 전방, -Z축 방향은 후방으로 정의하기로 한다.
상기 하우징(121)은 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 두께(t)보다 길도록 후방으로 연장된다. 바람직하게는 상기 리플렉터(123)의 중량과 대응되는 만큼의 중량을 갖도록 연장됨에 따라 발광장치가 인쇄회로기판에 실장될 때 리플렉터(123) 방향으로 기울어지지 않고 안정된 자세로 실장될 수 있도록 한다.
상기 리플렉터(123)는 상기 하우징(121) 전방면의 상부측과 하부측에 서로 대향 배치되고 전방(Z축)방향으로 돌출되는 한 쌍의 반사면(123a,123b)을 포함한다. 그래서 발광칩(110)에서 발광되는 광이 조사되는 각도가 전방의 수평방향으로 180도까지 가능하게 할 수 있다. 물론 리플렉터(123)의 형상은 이에 한정되지 않고, 발광장치의 용도에 따라 발광칩(110)에서 발광되는 광의 출사 범위를 조절할 수 있도록 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 리플렉터(123)는 상기 하우징(121) 전방면의 상부측과 하부측에서 서로 대향 배치되고 전방 방향으로 돌출되는 반사면(123a,123b)과 상기 하우징 전방면의 양측부에서 전방 방향으로 돌출되는 한 쌍의 보조반사면(123c,123d)을 형성할 수 있다. 상기 보조반사면(123c,123d)의 돌출길이를 조절함에 따라 발광되는 광이 출사되는 범위를 조절할 수 있다.
그리고, 상기 패키지 본체(120)에는 상기 리플렉터(123)에 형성된 개구부에 형성되어 상기 발광칩(110) 및 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 일부를 봉지하는 몰딩부(160)가 형성된다.
몰딩부(160)는 발광칩(110)과 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 일부를 봉지하여 보호하기 위한 것으로서, 형성 방법 및 형상은 다양하게 구현할 수 있다. 통상 몰딩부(160)는 열경화성 수지인 투명한 실리콘 수지 또는 에폭시 수지로 형성된다. 이때 상기 몰딩부(160)는 도 1 에 도시된 양측부가 개구된 리플렉터(123) 내에 형성되는 경우에는 트랜스퍼 성형법으로 형성하는 것이 바람직하고, 도 2에 도시된 바와 같이 양측부가 닫힌 리플렉터(123) 내에 형성되는 경우에는 트랜스퍼 성형법 또는 도팅 성형법으로 형성할 수 있다. 상기와 같이 몰딩부(160)를 트랜스퍼 성형법에 의해 형성하는 경우에는 상기 몰딩부(160)의 성형시 상기 패키지 본체(120)의 열적 변형 내지 손상을 방지하기 위하여 상기 패키지 본체(120) 및 몰딩부(160)를 열경화성 수지로 형성하는 것이 바람직할 것이다. 하지만 이에 한정되지 않고, 발광장치의 용도에 따라 광이 투과될 수 있을 정도로 투명한 수지라면 어떠한 재료가 사용되어도 무방하고, 각 재료를 성형할 수 있는 다양한 성형기법이 사용될 수 있을 것이다. 또한, 백색광의 구현을 위하여 몰딩부에는 형광체가 혼합될 수 있다.
제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)은 상기 발광칩(110)이 실장되거나 와이어(150)를 통하여 전기적으로 연결됨에 따라 발광칩(110)에 외부전원을 인가하기 위한 것으로서, 상기 하우징(121)과 리플렉터(123)의 경계면에 서로 이격되어 구비된다. 이때 각각의 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)은 플레이트 형상이 아닌 블록 형상으로 형성되어 일측에 상기 발광칩(110)과 전기 연결되는 실장면(131,141)이 형성되고, 타측에 전기 접점을 위한 접점면(133,143)이 형성되고, 상기 접점면(133,143) 중 적어도 일부에 홈부(135,145)가 형성된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 접점면(133,143)과 실장면(131,141) 사이에 단턱부(137,147)를 형성하여 단턱부(137,147)에 의해 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)과 패키지 본체(120)가 접합되는 면적을 향상시켜서 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)과 패키지 본체(120)의 결합력을 향상시킨다. 그리고, 패키지 본체(120)의 두께를 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 접점면(133,143)이 형성되는 지점의 폭(w)과 대응되는 두께로 형성되기 때문에 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 폭, 특히 상기 접점면(133,143)이 형성되는 지점의 폭(w)을 얇게 형성하여 발광장치를 전체적으로 슬림(slim)하게 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 제 1 리드프레임(130)의 실장면(131)에 상기 발광칩(110)이 실장되고, 발광칩(110)와 연결된 와이어(150)가 제 2 리드프레임(140)의 실장면(141)에 연결된다.
특히, 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140) 각각은 트리밍 또는 포밍 공정을 생략하기 위하여 패키지 본체(120)의 외부로 돌출되는 부위의 길이(L)를 충분히 길게 하고, 그 두께(t)를 충분히 두껍게 하는 블록 형상으로 구비하여 패키지 본체(120)의 외부로 돌출되는 부위의 상부면 및 하부면에 해당되는 접점면(133,143)에서 발광장치가 실장되는 기판과 납땜에 의한 접합이 충분히 이루어질 수 있는 면적(L × t)을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접점면(133,143)의 접착성을 좋게 하기 위하여 상기 접점면(133,143)에는 수직방향으로 함몰되어 접촉면적을 연장하는 홈부(135,145)가 형성된다. 이때 상기 홈부(135,145)는 상기 접점면(133,143)의 모서리에 형성되고, 상기 홈부(135,145)의 단면형상은 직각으로 형성된다. 하지만 홈부(135,145)의 개수, 위치 및 단면형상은 이에 한정되지 않고, 접점면(133,143)의 면적을 확장할 수 있다면 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 홈부(135,145)의 단면이 소정의 곡률반경을 갖는 호일 수 있다.
상기 홈부(135,145)는 그 형상, 개수 등에 맞는 다양한 형성 방법으로 형성될 수 있고, 예를 들어 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 접점면(133,143) 중 일부를 에칭하여 형성한다.
상기와 같은 구성을 갖는 발광장치가 인쇄회로기판에 실장된 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광장치의 실장상태를 보여주는 도면으로서, 도 5a는 도 1의 A-A선을 따라 절단된 단면도이고, 도 5b는 도 1의 측면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 발광장치는 패키지 본체(120)의 외부로 돌출된 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 일부가 인쇄회로기판(1)에 패터닝된 솔더패턴(2) 상에 실장된다. 정확하게는, 도 5b에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)의 접점면(133,143)이 인쇄회로기판(1)의 솔더패턴(2)에 맞대어져서 실장된다. 이때 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)과 인쇄회로기판(1)의 솔더패턴(2)은 납땜(3)에 의해 전기적으로 연결되면서 접합된다. 제 1 및 제 2 리드프레임(130,140)은 적어도 패키지 본체(120)의 외부로 돌출되는 길이(L)와 그 두께(t)만큼의 접점면(133,143)이 형성됨에 따라 발광장치의 실장을 위한 충분한 접점 면적(L × t)이 제공된다. 이에 따라 종래에 접점면(133,143) 형성을 위하여 별도로 진행되었던 트리밍 또는 포밍 공정의 생략이 가능하다.
그리고, 상기 접점면(133,143)에 홈부(135,145)를 형성하여 납땜(3)과의 접촉면적을 확장함에 따라 발광장치의 접착성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 납땜(3)이 홈부(135,145)로 삽입되는 형상을 갖기 때문에 발광장치가 인쇄회로기판(1)상에서 비틀어지거나 치우쳐지는 현상을 방지하는 스토퍼 역할을 한다.
그리고, 리플렉터(123)의 중량에 대응되도록 하우징(121)의 길이를 증가함에 따라 패키지 본체(120)가 리플렉터(123) 방향으로 기울어지지 않고 안정된 자세를 취할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 발광칩 120: 패키지 본체
130: 제 1 리드프레임 140: 제 2 리드프레임
135,145: 홈부 150: 와이어
160: 몰딩부
130: 제 1 리드프레임 140: 제 2 리드프레임
135,145: 홈부 150: 와이어
160: 몰딩부
Claims (9)
- 서로 이격된 제1 및 제2 리드;
상기 제1 리드 상에 실장된 발광 다이오드; 및
상기 제1 및 제2 리드를 지지하는 패키지 몸체를 포함하고,
상기 제1 리드는 상기 제2 리드와 마주보는 제1 내측면을 포함하고,
상기 제2 리드는 상기 제1 리드와 마주보는 제2 내측면을 포함하고,
상기 제1 및 제2 리드는 길이방향으로 나란하게 위치한 제1 측면들 및 상기 제1 및 제2 내측면들과 대칭되는 제2 측면들을 포함하고,
상기 제2 측면들의 상단 폭은 상기 제2 측면들의 하단 폭보다 넓은 발광 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 측면들의 상단 폭은 상기 제1 측면들의 하단 폭보다 넓은 발광 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 측면들의 하단에 형성된 적어도 하나 이상의 홈을 포함하는 발광 디바이스. - 청구항 3에 있어서,
상기 홈은 상기 제2 측면으로부터 제1 측면방향으로 형성된 발광 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 측면은 하단에 형성된 적어도 하나 이상의 홈을 포함하는 발광 디바이스. - 청구항 5에 있어서,
상기 홈은 상기 제1 측면으로부터 제2 측면 방향으로 형성된 발광 디바이스. - 청구항 3에 있어서,
상기 홈은 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 만나는 영역에 형성된 발광 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 리드는 전기 접점부를 더 포함하고, 상기 접점부의 일부영역에 형성된 홈을 포함하는 발광 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 패키지 몸체는 상기 발광 다이오드를 감싸는 리플렉터를 더 포함하는 발광 디바이스.
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