KR20160023011A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20160023011A
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mounting region
light emitting
emitting device
surface
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KR1020140108441A
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박정규
전영근
정수현
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는, 홈부가 마련된 일면을 구비하며, 상기 일면에 위치한 제1 실장영역과, 상기 홈부 내에 위치한 제2 실장영역을 가지는 리드 프레임; 상기 제1 실장영역에 실장되며, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결된 발광소자; 및 상기 제2 실장영역에 실장되며, 와이어에 의해 상기 리드 프레임과 접속되는 제너 다이오드를 포함하며, 상기 와이어는 상기 홈부 내에 위치하여 상기 제1 실장영역보다 낮은 높이를 갖도록 배치될 수 있다.

Description

발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}

본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것이다.

정전기에 취약한 LED 칩을 보호하기 위해 발광소자 패키지에 탑재되는 ESD 방지 장치는 일반적으로 제너 다이오드(zener diode)가 사용된다. 제너 다이오드는 LED 칩이 실장된 리드 프레임 상에 LED 칩과 나란히 인접하여 실장된다.

제너 다이오드는 빛을 흡수하는 실리콘(silicon)을 재료로 하기 때문에 광효율을 감소시키는 문제가 있다(광학적 간섭). 또한, 전기적 연결을 위해 와이어 본딩을 적용하는데, 이러한 와이어에 의해 형광체 도포 공정의 능률을 저하시키는 문제가 있다(기계적 간섭).

한편, 광학적 효율 감소는 제너 다이오드 실장을 위한 별도의 공간을 마련하여 극복이 가능하지만, 패키지 내에 별도의 공간을 마련하기 위해서는 패키지의 크기가 커지게 되는 단점이 있다. 이러한 크기 증가는 가격 문제와 직결되기 때문에 바람직하지 않다.

이에 당 기술분야에서는 제너 다이오드에 의한 광학적, 기계적 간섭을 없애고, 패키지 사이즈의 크기를 증가시키지 않는 방안이 요구되고 있다.

다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는, 홈부가 마련된 일면을 구비하며, 상기 일면에 위치한 제1 실장영역과, 상기 홈부 내에 위치한 제2 실장영역을 가지는 리드 프레임; 상기 제1 실장영역에 실장되며, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결된 발광소자; 및 상기 제2 실장영역에 실장되며, 와이어에 의해 상기 리드 프레임과 접속되는 제너 다이오드를 포함하며, 상기 와이어는 상기 홈부 내에 위치하여 상기 제1 실장영역보다 낮은 높이를 갖도록 배치될 수 있다.

상기 발광소자는 상기 제너 다이오드와 상기 와이어 상에 배치될 수 있다.

상기 홈부는 상기 제1 실장영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

상기 홈부를 채우며, 상기 제너 다이오드와 상기 와이어를 덮는 봉지부를 더 포함할 수 있다.

상기 봉지부는 반사성 분말을 포함할 수 있다.

상기 홈부는 상기 리드 프레임의 일면으로부터 함몰되어 상기 제1 실장영역과 단차를 이루는 바닥면을 가질 수 있다.

상기 제2 실장영역의 바닥면은 상기 홈부의 바닥면의 다른 영역보다 낮은 레벨을 가질 수 있다.

상기 제너 다이오드는 하면에 배치된 제1 전극과 상면에 배치된 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극은 상기 홈부의 바닥면을 통해 상기 리드 프레임의 일 영역에 접속되며, 상기 제2 전극은 와이어에 의해 상기 리드 프레임의 다른 영역에 연결될 수 있다.

상기 제너 다이오드는 도전성 물질에 의해 상기 제2 실장영역의 바닥면에 부착될 수 있다.

상기 제2 실장영역은 상기 리드 프레임을 관통하는 영역이며, 상기 관통된 영역에 부분적으로 충전되어 상기 제2 실장영역의 바닥면을 제공하는 도전성 물질을 포함할 수 있다.

상기 제너 다이오드는 하면에 배치된 제1 전극과 상면에 배치된 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극은 상기 도전성 물질을 통해 상기 리드 프레임의 일 영역에 접속되며, 상기 제2 전극은 와이어에 의해 상기 리드 프레임의 다른 영역에 연결될 수 있다.

상기 리드 프레임은 서로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임을 포함하며, 상기 홈부는 상기 제1 및 제2 리드 프레임 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.

상기 제2 실장영역은 상기 제1 및 제2 리드 프레임 중 어느 일측에 위치할 수 있다.

상기 홈부를 채우며 상기 제너 다이오드와 상기 와이어를 덮는 봉지부를 더 포함하며, 상기 봉지부는 상기 제1 및 제2 리드 프레임을 결속시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는, 서로 이격되어 배치된 제1 및 제2 리드 프레임; 상기 제1 및 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 리드 프레임 상에 배치된 발광소자; 상기 제2 리드 프레임에 배치되어 와이어에 의해 상기 제1 리드 프레임에 연결된 제너 다이오드; 및 상기 제1 및 제2 리드 프레임을 결속시키는 봉지부를 포함하며, 상기 제너 다이오드는 상기 제2 리드 프레임에 마련된 홈부의 바닥면에서 상기 리드 프레임을 관통하는 영역 내에 실장되며, 상기 와이어는 상기 홈부 내에 위치하여 상기 발광소자보다 낮은 높이를 갖도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제너 다이오드에 의한 광학적, 기계적 간섭을 없애고, 패키지 사이즈의 크기를 증가시키지 않는 발광소자 패키지가 제공될 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3a는 도 1에서 리드 프레임을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3b는 도 3a에서 B-B'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4a는 도 3a에서 제너 다이오드와 와이어가 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4b는 도 4a에서 C-C'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5a는 도 4a에서 발광소자가 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5b는 도 5a에서 D-D'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에서 E-E'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8a는 도 6에서 리드 프레임을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8b는 도 8a에서 F-F'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에서 G-G'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 CIE1931 좌표계이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자에 채용될 수 있는 LED 칩의 다양한 예를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(벌브형)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(L램프형)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(평판형)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 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, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A-A'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(10)는 제1 실장영역(110a)과 제2 실장영역(110b)을 가지는 리드 프레임(110), 상기 제2 실장영역(110b)에 실장되는 제너 다이오드(120) 및 상기 제1 실장영역(110a)에 실장되는 발광소자(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 3a 및 도 3b에서는 상기 리드 프레임(110)을 개략적으로 나타내고 있다. 상기 리드 프레임(110)은 서로 분리된 적어도 한 쌍의 제1 리드 프레임(111) 및 제2 리드 프레임(112)을 포함할 수 있다. 그리고, 전체적으로 사각 형상의 플레이트 구조를 가질 수 있다.

상기 리드 프레임(110)은 일면과 타면을 구비하며, 상기 일면은 상기 리드 프레임(110)의 상면을 정의하고, 상기 타면은 상기 리드 프레임(110)의 바닥면을 정의할 수 있다.

상기 리드 프레임(110)은 상기 일면에 위치한 제1 실장영역(110a)을 가질 수 있다. 상기 제1 실장영역(110a)에는 추후 설명하는 발광소자(130)가 실장될 수 있다.

상기 제1 실장영역(110a)은 상기 일면 중 중앙의 상면, 즉 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112) 각각의 서로 마주하는 중앙의 일부 상면에 의해 정의될 수 있다.

또한, 상기 제1 실장영역(110a)은 도면에서와 같이 서로 마주하는 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112) 상에 걸쳐서 위치하지 않고 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112) 중 어느 일측에 위치하는 것도 가능하다.

상기 리드 프레임(110)은 상기 일면에 상기 일면으로부터 소정 깊이로 함몰되는 홈부(113)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 홈부(113)는 상기 리드 프레임(110)의 일면으로부터 함몰되어 상기 제1 실장영역(110a)과 단차를 이루는 바닥면을 가질 수 있다.

상기 홈부(113)는 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112)을 가로지르며 연결되는 구조로 상기 제1 실장영역(110a)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 리드 프레임(110)은 상기 홈부(113)가 상기 제1 실장영역(110a)을 둘러싸는 구조를 가질 수 있다.

본 실시 형태에서는 상기 홈부(113)가 상기 제1 실장영역(110a)의 둘레를 따라서 구비되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 홈부(113)는 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112) 중 적어도 하나에 구비될 수도 있다.

상기 홈부(113)는 내부에 와이어(121)를 수용할 수 있다.

상기 리드 프레임(110)은 상기 제1 실장영역(110a)과 함께 제2 실장영역(110b)을 가질 수 있다. 상기 제2 실장영역(110b)은 상기 홈부(113) 내에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 실장영역(110b)은 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112) 중 어느 일측에서 상기 홈부(113)의 바닥면을 관통하는 영역으로 구비될 수 있다.

상기 제2 실장영역(110b)에는 추후 설명하는 제너 다이오드(120)가 실장될 수 있다.

본 실시 형태에 따른 리드 프레임(110)은 상면에 해당하는 일면에 제1 실장영역(110a)이 위치하고, 상기 제1 실장영역(110a) 둘레를 따라서 홈부(113)가 구비되어 그 바닥면이 상기 제1 실장영역(110a)과 단차를 이루며, 상기 홈부(113)의 바닥면을 관통하여 상기 제2 실장영역(110b)이 구비되는 구조를 가질 수 있다.

상기 리드 프레임(110)은 전기 전도성, 광 반사성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 재질로는, 예를 들어, Ag, Al, Cu, Ni, Au, Cr, Ti 등의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 제너 다이오드(120)는 상기 리드 프레임(110)을 관통하여 천공된 상기 제2 실장영역(110b) 내에 실장될 수 있다. 그리고, 와이어(121)를 통해 상기 리드 프레임(110)과 전기적으로 접속될 수 있다.

도 4a 및 도 4b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제너 다이오드(120)는 상기 제2 리드 프레임(112)의 제2 실장영역(110b) 내에, 예를 들어, 도전성 물질(160)을 통해 부착될 수 있다.

상기 도전성 물질(160)은 관통된 영역인 상기 제2 실장영역(110b)의 하부쪽에 부분적으로 충전되어 상기 제2 실장영역(110b)의 바닥면을 제공할 수 있다. 상기 도전성 물질(160)은 상기 리드 프레임(110)의 타면으로 노출되는 면이 상기 타면과 실질적으로 공면을 이룰 수 있다. 상기 도전성 물질(160)은, 예를 들어, Ag epoxy일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 제너 다이오드(120)는 하면에 배치된 제1 전극(120a)과 상면에 배치된 제2 전극(120b)을 가질 수 있다.

상기 제1 전극(120a)은 상기 도전성 물질(160)을 통해 상기 리드 프레임(110)의 일 영역, 예를 들어, 상기 제2 실장영역(110b)이 마련된 상기 제2 리드 프레임(112)에 접속될 수 있다.

상기 제2 전극(120b)은 상기 와이어(121)와 연결되어 상기 리드 프레임(110)의 다른 영역, 예를 들어, 상기 제1 리드 프레임(111)과 연결될 수 있다.

상기 와이어(121)는 상기 홈부(113) 내에 수용되어 상기 홈부(113)를 따라서 상기 제1 리드 프레임(111)으로 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 와이어(121)는, 예를 들어, 울트라 로우 루프(ultra low loop, ULL) 방식을 통해 그 궤적이 최대한 낮게 유지되도록 할 수 있다. 즉, 상기 와이어(121)는 상기 홈부(113) 내에 위치하여 상기 제1 실장영역(110a)보다 낮은 높이의 궤적을 가지며 연장될 수 있다.

따라서, 상기 리드 프레임(110)의 제2 실장영역(110b)에 실장되는 상기 제너 다이오드(120) 및 상기 리드 프레임(110)의 홈부(113) 내에 위치하는 상기 와이어(121)는 상기 제1 실장영역(110a)보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서 상기 제너 다이오드(120)와 와이어(121)는, 예컨대 상기 리드 프레임(110) 내에 매립되는 구조로 구비될 수 있으며, 따라서 상기 리드 프레임(110)의 상면에 해당하는 상기 일면 위로 돌출되지 않는다. 구체적으로는 상기 제1 실장영역(110a) 위로 돌출되지 않고 그 아래에 배치된다.

한편, 상기 홈부(113)는 봉지부(140)로 채워질 수 있으며, 상기 봉지부(140)는 상기 제너 다이오드(120)와 와이어(121)를 덮어 밀봉함으로써 상기 제너 다이오드(120)와 와이어(121)를 고정시킴은 물론 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.

도 5a 및 도 5b에서 도시하는 바와 같이, 상기 봉지부(140)는 상기 홈부(113)를 채우는 한편 상기 리드 프레임(110)을 내부에 매립하는 구조로 상기 리드 프레임(110)을 에워쌀 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112)을 결속시킬 수 있다. 이 경우, 상기 봉지부(140)는 상기 리드 프레임(110)을 고정 및 지지하는 일종의 패키지 바디로 기능할 수 있다.

상기 봉지부(140)는 그 상면이 상기 제1 실장영역(110a)과 실질적으로 동일한 수평 레벨을 가지는 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 봉지부(140)는 상기 제1 실장영역(110a)을 외부로 노출시킬 수 있다.

외부 전원과의 전기적 접속을 위해 상기 리드 프레임(110)은 상기 봉지부(140)의 바닥면 또는 상면으로 외부 노출될 수 있다. 또한, 리드 프레임(110)이 봉지부(140)의 바닥면 또는 상면으로 직접 노출됨으로써 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 봉지부(140)는, 예를 들어, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(acrylic), ABS 등과 같은 수지 또는 에폭시를 상기 홈부(113)에 주입하고 고형화하는 방식으로 형성될 수 있다

상기 봉지부(140)는 반사성 분말을 함유할 수 있다. 반사성 분말로는, 예를 들어, 고반사성 금속 분말, SiO2, TiO2 및 Al2O3와 같은 백색 세라믹 분말을 포함할 수 있다.

상기 봉지부(140)는 선택적으로 구비될 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따라 상기 봉지부(140)는 생략될 수도 있다.

상기 발광소자(130)는 상기 제1 실장영역(110a)에 실장될 수 있다. 상기 발광소자(130)는, 예를 들어, 솔더(S)를 사용하여 플립 칩 본딩 방식으로 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112)과 연결되어 전기적으로 접속될 수 있다. 그리고, 상기 발광소자(130)는 상기 제너 다이오드(120)와 와이어(121)를 덮는 상기 봉지부(140) 상에 배치될 수 있다.

상기 발광소자(130)는 외부에서 인가되는 구동 전원에 의해 소정 파장의 광을 발생시키는 광전소자일 수 있다. 예를 들어, n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 배치된 활성층을 갖는 반도체 발광다이오드(LED) 칩을 포함할 수 있다.

상기 발광소자(130)는 함유되는 물질 또는 형광체와의 조합에 따라서 청색 광, 녹색 광 또는 적색 광을 발광할 수 있으며, 백색 광, 자외 광 등을 발광할 수도 있다.

상기 발광소자(130)는 파장변환층(310)으로 도포될 수 있다. 상기 파장변환층(131)은, 예컨대 투광성 수지에 상기 발광소자(130)에서 발생된 광에 의해 여기되어 다른 파장의 광을 방출하는 형광체가 적어도 1종 이상 함유되어 이루어질 수 있다. 이를 통해 백색 광을 비롯해 다양한 색상의 광이 방출될 수 있도록 조절할 수 있다.

예를 들어, 발광소자(130)가 청색 광을 발광하는 경우, 황색, 녹색, 적색 또는 오랜지색의 형광체를 조합하여 백색 광을 발광하도록 할 수 있다. 또한, 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선을 발광하는 발광소자(130) 중 적어도 하나를 포함하게 구성할 수도 있다. 이 경우, 발광소자(130)는 연색성(CRI)을 나트륨(Na)등(연색지수 40)에서 태양광(연색지수 100) 수준으로 조절할 수 있으며, 또한, 색온도를 2000K에서 20000K 수준으로 다양한 백색 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오랜지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 색을 조정할 수 있다. 또한, 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.

청색 발광소자에 황색, 녹색, 적색 형광체 및/또는 녹색, 적색 발광소자의 조합으로 만들어지는 백색 광은 2개 이상의 피크 파장을 가지며, 도 11에서 도시하는 CIE 1931 좌표계의 (x, y) 좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 상에 위치할 수 있다. 또는, 상기 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 상기 백색 광의 색 온도는 2000K ~ 20000K사이에 해당한다.

형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러(color)를 가질 수 있다.

산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce

실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce

질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 La3Si6N11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu

플루오라이트(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4+

형광체 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.

또한, 형광체 대체 물질로 양자점(Quantum Dot, QD) 등의 물질들이 적용될 수 있으며, 형광체와 QD를 혼합 또는 단독으로 사용될 수 있다.

QD는 CdSe, InP 등의 코어(Core)(3~10nm)와 ZnS, ZnSe 등의 셀(Shell)(0.5 ~ 2nm) 및 Core, Shell의 안정화를 위한 리간드(ligand)의 구조로 구성될 수 있으며, 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있다.

상기 발광소자(130)(파장변환층(131) 포함)를 덮도록 상기 리드 프레임(110)의 일면에는 렌즈부(150)가 더 구비될 수 있다.

상기 렌즈부(150)는, 예를 들어, 광투과성 수지를 재질로 하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 파장변환층(131)을 포함한 상기 발광소자(130)를 덮어 외부 환경으로부터 보호하는 한편 상기 발광소자(130)의 광의 지향각을 조절할 수 있다.

상기 렌즈부(150)는 형광체 또는 광 확산물질을 함유할 수 있다. 그리고, 상기 렌즈부(150)가 형광체를 함유하는 경우에는 상기 발광소자(130)에 도포되는 상기 파장변환층(131)은 경우에 따라서 생략될 수도 있다. 그리고, 상기 파장변환층(131)과 더불어 상기 렌즈부(150)가 형광체를 함유하는 경우 상기 렌즈부(150)에 함유되는 형광체는 상기 파장변환층(131)의 형광체와 다른 종류의 형광체가 사용될 수 있다.

상기 렌즈부(150)는 선택적으로 구비될 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따라 상기 렌즈부(150)는 생략될 수도 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(10)는 리드 프레임(110)에 발광소자(130)와 제너 다이오드(120)가 동일 방향(상면 방향)으로 실장되는 COB 타입의 구조를 가지며, 특히, 제너 다이오드(120)가 탑재되는 영역과 와이어(121)가 지나는 영역이 발광소자(130)가 탑재되는 평면 아래에 위치하도록 함으로써 제너 다이오드(120)와 와이어(121)가 평면으로 돌출되지 않아 이들에 의한 광학적 및 기계적 간섭의 발생을 방지할 수 있다.

아울러, 제너 다이오드(120)와 와이어(121)를 리드 프레임(110) 내에 매립하는 형태의 구조를 구현함으로써 리드 프레임(110)의 사이즈에 상당하도록 패키지의 크기를 축소할 수 있어서 패키지의 소형화 및 슬림화가 용이하다는 장점을 갖는다.

도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에서 E-E'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 6 내지 도 8에서 도시하는 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 기본적인 구성은 실질적으로 동일하다. 다만, 제2 실장영역을 구비하는 리드 프레임의 구조가 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시 형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 리드 프레임을 위주로 설명한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(20)는 제1 실장영역(210a)과 제2 실장영역(210b)을 가지는 리드 프레임(210), 상기 제2 실장영역(210b)에 실장되는 제너 다이오드(220) 및 상기 제1 실장영역(210a)에 실장되는 발광소자(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 8a 및 도 8b에서는 상기 리드 프레임(210)을 개략적으로 나타내고 있다. 상기 리드 프레임(210)은 서로 분리된 적어도 한 쌍의 제1 리드 프레임(211) 및 제2 리드 프레임(212)을 포함할 수 있다. 그리고, 전체적으로 사각 형상의 플레이트 구조를 가질 수 있다.

상기 리드 프레임(210)은 일면과 타면을 포함하며, 상기 일면은 상기 리드 프레임(210)의 상면을 정의하고, 상기 타면은 상기 리드 프레임(210)의 바닥면을 정의할 수 있다.

상기 리드 프레임(210)은 상기 일면에 위치한 제1 실장영역(210a)을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 실장영역(210a)의 둘레를 따라서 소정 깊이로 함몰되는 홈부(213)를 구비할 수 있다.

상기 홈부(213)는 상기 리드 프레임(210)의 일면으로부터 함몰되어 상기 제1 실장영역(210a)과 단차를 이루는 바닥면을 가질 수 있다. 상기 홈부(213)는 내부에 와이어(221)를 수용할 수 있다.

상기 리드 프레임(210)은 상기 제1 실장영역(210a)과 함께 제2 실장영역(210b)을 가질 수 있다. 상기 제2 실장영역(210b)은 상기 홈부(213) 내에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 실장영역(210b)은 상기 제1 및 제2 리드 프레임(211, 212) 중 어느 일측에서 상기 홈부(213)의 바닥면에 소정 깊이로 함몰되어 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제2 실장영역(210b)의 바닥면은 상기 홈부(213)의 바닥면의 다른 영역보다 낮은 레벨을 가질 수 있다. 그리고, 상기 리드 프레임(210)의 상기 타면을 기준으로 상기 제1 실장영역(210a)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2 실장영역(210b)에는 제너 다이오드(220)가 실장될 수 있다.

본 실시 형태에 따른 리드 프레임(210)은 상면에 해당하는 일면에 제1 실장영역(210a)이 위치하고, 상기 제1 실장영역(210a) 둘레를 따라서 홈부(213)가 구비되어 그 바닥면이 상기 제1 실장영역(210a)과 단차를 이루며, 상기 홈부(213)의 바닥면에 상기 제2 실장영역(210b)이 단차를 이루며 함몰되어 구비되는 구조를 가질 수 있다.

상기 리드 프레임(210)은 전기 전도성, 광 반사성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 재질로는, 예를 들어, Ag, Al, Cu, Ni, Au, Cr, Ti 등의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

도 7에서 도시하는 바와 같이, 상기 제너 다이오드(220)는 상기 제2 실장영역(210b) 내에 실장될 수 있다. 그리고, 와이어(221)와 연결되어 상기 리드 프레임(210)과 전기적으로 접속될 수 있다.

상기 제너 다이오드(220)는 하면에 배치된 제1 전극(220a)과 상면에 배치된 제2 전극(220b)을 가질 수 있다.

상기 제1 전극(220a)은 상기 리드 프레임(210)의 일 영역, 예를 들어, 상기 제2 실장영역(210b)이 마련된 상기 제2 리드 프레임(212)에 접속될 수 있다. 이 경우, 상기 제너 다이오드(220)는, 예를 들어, 도전성 물질(260)에 의해 상기 제2 실장영역(210b)의 바닥면에 부착될 수 있다.

상기 제2 전극(220b)은 상기 와이어(221)를 통해 상기 리드 프레임(210)의 다른 영역, 예를 들어, 상기 제1 리드 프레임(211)과 연결될 수 있다.

상기 와이어(221)는 상기 홈부(213) 내에 수용되어 상기 홈부(213)를 따라서 상기 제1 리드 프레임(211)으로 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 와이어(221)는, 예를 들어, 울트라 로우 루프(ultra low loop, ULL) 방식을 통해 그 궤적이 최대한 낮게 유지되도록 할 수 있다.

따라서, 상기 리드 프레임(210)의 제2 실장영역(210b)에 실장되는 상기 제너 다이오드(220) 및 상기 리드 프레임(210)의 홈부(213) 내에 수용되는 상기 와이어(221)는 상기 제1 실장영역(210a)보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제너 다이오드(220)와 와이어(221)는, 예컨대 상기 리드 프레임(210) 내에 매립되는 구조로 구비될 수 있으며, 따라서 상기 리드 프레임(210)의 상면에 해당하는 상기 일면 위로 돌출되지 않는다.

상기 홈부(213)는 봉지부(240)로 채워질 수 있으며, 상기 봉지부(240)는 상기 제너 다이오드(220)와 와이어(221)를 덮어 고정시킴은 물론 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.

또한, 상기 봉지부(240)는 상기 홈부(213)를 채우는 한편 상기 리드 프레임(210)을 내부에 매립하는 구조로 상기 리드 프레임(210)을 에워쌀 수 있다. 이 경우, 상기 봉지부(240)는 상기 리드 프레임(210)을 고정 및 지지하는 패키지 바디로 기능할 수 있다.

상기 봉지부(240)는 상기 도 1의 봉지부(140)과 그 구성 및 구조가 실질적으로 동일하다. 따라서, 구체적인 설명은 생략한다.

상기 발광소자(230)는 상기 제1 실장영역(210a)에 실장될 수 있다. 상기 발광소자(230)는, 예를 들어, 솔더(S)를 사용하여 플립 칩 본딩 방식으로 상기 제1 및 제2 리드 프레임(211, 212)과 연결되어 전기적으로 접속될 수 있다. 그리고, 상기 발광소자(230)는 상기 제너 다이오드(220)와 와이어(221)를 덮는 상기 봉지부(240) 상에 배치될 수 있다.

상기 발광소자(230)는 파장변환층(231)으로 도포될 수 있다. 상기 파장변환층(231)은, 예컨대 투광성 수지에 상기 발광소자(230)에서 발생된 광에 의해 여기되어 다른 파장의 광을 방출하는 형광체가 적어도 1종 이상 함유되어 이루어질 수 있다. 이를 통해 백색 광을 비롯해 다양한 색상의 광이 방출될 수 있도록 조절할 수 있다.

상기 발광소자(230)를 덮도록 상기 리드 프레임(210)의 일면에는 렌즈부(250)가 더 구비될 수 있다.

상기 렌즈부(250)는, 예를 들어, 광투과성 수지를 재질로 하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 파장변환층(231)을 포함한 상기 발광소자(230)를 덮어 외부 환경으로부터 보호하는 한편 상기 발광소자(230)의 광의 지향각을 조절할 수 있다.

도 9 및 도 10 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 설명한다. 도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9에서 G-G'축의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 9 및 도 10에서 도시하는 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 기본적인 구성은 실질적으로 동일하다. 다만, 리드 프레임을 감싸는 패키지 바디의 구성이 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시 형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 패키지 바디에 관한 구성을 위주로 설명한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(30)는 제1 실장영역(310a)과 제2 실장영역(310b)을 가지는 리드 프레임(310), 상기 제2 실장영역(310b)에 실장되는 제너 다이오드(320), 상기 제1 실장영역(310a)에 실장되는 발광소자(330) 및 상기 리드 프레임(310)을 감싸는 패키지 바디(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 리드 프레임(310)은 서로 분리된 적어도 한 쌍의 제1 리드 프레임(311) 및 제2 리드 프레임(312)을 포함할 수 있다. 상기 리드 프레임(310)은 일면과 타면을 포함하며, 상기 일면은 상기 리드 프레임(310)의 상면을 정의하고, 상기 타면은 상기 리드 프레임(310)의 바닥면을 정의할 수 있다.

상기 리드 프레임(310)은 상기 일면에 발광소자(330)가 실장되는 제1 실장영역(310a)을 가질 수 있다. 그리고, 상기 일면으로부터 소정 깊이로 함몰되는 홈부(313)를 구비하여 상기 제1 실장영역(310a)이 상기 홈부(313)에 의해 둘러싸이는 구조를 가질 수 있다. 상기 홈부(313)는 내부에 와이어(321)를 수용할 수 있다.

상기 리드 프레임(310)은 제너 다이오드(320)가 실장되는 제2 실장영역(310b)을 가질 수 있다. 상기 제2 실장영역(310b)은 상기 홈부(313) 내에 위치할 수 있다. 상기 제2 실장영역(310b)은 상기 제1 및 제2 리드 프레임(311, 312) 중 어느 일측에서 상기 홈부(313)의 바닥면을 관통하여 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제2 실장영역(310b)은 상기 일면과 대향하는 상기 타면을 기준으로 상기 제1 실장영역(310a)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.

상기 리드 프레임(310)은 상기 도 1의 리드 프레임(110)과 그 구성 및 구조가 실질적으로 동일하다. 따라서, 구체적인 설명은 생략한다.

상기 제너 다이오드(320)는 상기 제2 리드 프레임(312)의 제2 실장영역(310b) 내에, 예를 들어, 도전성 접착제(360)를 통해 부착 및 고정될 수 있다. 그리고, 상기 와이어(321)를 통해 상기 제1 리드 프레임(311)과 연결되어 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 도전성 접착제(360)는, 예를 들어, Ag epoxy일 수 있다.

상기 와이어(321)는 상기 홈부(313) 내에 수용되어 상기 홈부(313)를 따라서 상기 제1 리드 프레임(311)으로 연장될 수 있다.

상기 리드 프레임(310)의 제2 실장영역(310b)에 실장되는 상기 제너 다이오드(320) 및 상기 리드 프레임(310)의 홈부(313) 내에 수용되는 상기 와이어(321)는 상기 제1 실장영역(310a)보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.

상기 발광소자(330)는 상기 제1 실장영역(310a)에 실장될 수 있다. 상기 발광소자(330)는, 예를 들어, 솔더(S)를 사용하여 플립 칩 본딩 방식으로 상기 제1 및 제2 리드 프레임(311, 312)과 연결되어 전기적으로 접속될 수 있다. 그리고, 상기 발광소자(330)는 상기 제너 다이오드(320)와 와이어(321) 상에 배치될 수 있다.

상기 패키지 바디(340)는 상기 제1 및 제2 리드 프레임(311, 312)을 내부에 매립하는 구조로 상기 리드 프레임(310) 둘레를 따라 구비되어 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 패키지 바디(340)는 상기 도 1의 봉지부(140)를 대신하여 상기 제너 다이오드(320)와 와이어(321)를 덮어 밀봉할 수 있도록 상기 홈부(313)를 채울 수 있다.

외부 전원과의 전기적 접속을 위해 상기 리드 프레임(310)은 상기 패키지 바디(340)의 바닥면을 통해 외부로 노출될 수 있다.

상기 패키지 바디(340)는 상기 제1 실장영역(310a)과 상기 제1 실장영역(310a)에 실장된 상기 발광소자(330)를 노출시키도록 개방된 반사 컵 형상의 개구(341)를 구비할 수 있다. 상기 개구(341)의 내측면은 경사진 테이퍼 구조를 가지며, 상기 발광소자(330)의 광을 반사하는 반사면으로서 기능을 할 수 있다.

상기 개구(341)에는 렌즈부(350)가 구비되어 상기 개구(341)를 채울 수 있다. 다만, 상기 도 1의 실시 형태에 따른 렌즈부(150)와 외형이 상이할 수 있다. 상기 렌즈부(350)는 광투과성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있으며, 실시 형태에 따라 형광체를 함유할 수도 있다.

상기 패키지 바디(340)는, 예를 들어, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(acrylic), ABS 등과 같은 수지 또는 에폭시를 금형에 주입하고 고형화하는 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 인젝션 몰딩(injection molding), 트랜스퍼 몰딩(transfer molding), 컴프레션 몰딩(compression molding) 등의 방식이 사용될 수 있다.

도 12 내지 도 14를 참조하여 발광소자에 채용될 수 있는 LED 칩의 다양한 실시예를 설명한다. 도 12 내지 도 14는 발광소자에 채용될 수 있는 LED 칩의 다양한 예를 나타내는 단면도이다.

도 12를 참조하면, LED 칩(430)은 성장 기판(gs)상에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층(431), 활성층(432) 및 제2 도전형 반도체층(433)을 포함할 수 있다.

성장 기판(gs) 상에 적층되는 제1 도전형 반도체층(431)은 n형 불순물이 도핑된 n형 질화물 반도체층일 수 있다. 그리고, 제2 도전형 반도체층(433)은 p형 불순물이 도핑된 p형 질화물 반도체층일 수 있다. 다만, 실시 형태에 따라서 제1 및 제2 도전형 반도체층(431, 433)은 위치가 바뀌어 적층될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 도전형 반도체층(431, 433)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.

제1 및 제2 도전형 반도체층(431, 433) 사이에 배치되는 활성층(432)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출한다. 활성층(432)은 제1 및 제2 도전형 반도체층(431, 433)의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층(431, 433)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, 활성층(432)은 GaN의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 활성층(432)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(Multiple Quantum Wells, MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 상기 활성층(432)은 단일 양자우물 구조(Single Quantum Well, SQW)가 사용될 수도 있다.

상기 LED 칩(430)은 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(431, 433)과 각각 전기적으로 접속하는 제1 및 제2 전극 패드(434, 435)를 구비할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극 패드(434, 435)는 동일한 방향을 향하도록 노출 및 배치될 수 있다. 그리고, 와이어 본딩 또는 플립 칩 본딩 방식으로 기판과 전기적으로 접속될 수 있다.

도 13에 도시된 LED 칩(530)은 성장 기판(gs) 상에 형성된 반도체 적층체를 포함한다. 상기 반도체 적층체는 제1 도전형 반도체층(531), 활성층(532) 및 제2 도전형 반도체층(533)을 포함할 수 있다.

상기 LED 칩(530)은 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(531, 533)에 각각 접속된 제1 및 제2 전극 패드(534, 535)를 포함한다. 상기 제1 전극 패드(534)는 제2 도전형 반도체층(533) 및 활성층(532)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(531)과 접속된 도전성 비아(534a) 및 도전성 비아(534a)에 연결된 전극 연장부(534b)를 포함할 수 있다. 도전성 비아(534a)는 절연층(536)에 의해 둘러싸여 활성층(532) 및 제2 도전형 반도체층(533)과 전기적으로 분리될 수 있다. 도전성 비아(534a)는 반도체 적층체가 식각된 영역에 배치될 수 있다. 도전성 비아(534a)는 접촉 저항이 낮아지도록 개수, 형상, 피치 또는 제1 도전형 반도체층(531)과의 접촉 면적 등을 적절히 설계할 수 있다. 또한, 도전성 비아(534a)는 반도체 적층체 상에 행과 열을 이루도록 배열됨으로써 전류 흐름을 개선시킬 수 있다. 상기 제2 전극 패드(535)는 제2 도전형 반도체층(533) 상의 오믹 콘택층(535a) 및 전극 연장부(535b)를 포함할 수 있다.

도 14에 도시된 LED 칩(630)은 성장 기판(gs)과, 상기 성장 기판(gs) 상에 형성된 제1 도전형 베이스층(631)과, 상기 제1 도전형 베이스층(631) 상에 형성된 복수의 나노 발광구조물(632)을 포함한다. 그리고, 절연층(633) 및 충진부(636)를 더 포함할 수 있다.

나노 발광구조물(632)은 제1 도전형 반도체 코어(632a)와 그 코어(632a)의 표면에 셀층으로 순차적으로 형성된 활성층(632b) 및 제2 도전형 반도체층(632c)을 포함한다.

본 실시예에서, 나노 발광구조물(632)은 코어-셀(core-shell) 구조로서 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 피라미드 구조와 같은 다른 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체 베이스층(631)은 나노 발광구조물(632)의 성장면을 제공하는 층일 수 있다. 상기 절연층(633)은 나노 발광구조물(632)의 성장을 위한 오픈 영역을 제공하며, SiO2 또는 SiNx와 같은 유전체 물질일 수 있다. 상기 충진부(636)는 나노 발광구조물(632)을 구조적으로 안정화시킬 수 있으며, 빛을 투과 또는 반사하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 달리, 상기 충진부(636)가 투광성 물질을 포함하는 경우, 충진부(636)는 SiO2, SiNx, 탄성 수지, 실리콘(silicone), 에폭시 수지, 고분자 또는 플라스틱과 같은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 필요에 따라, 상기 충진부(636)가 반사성 물질을 포함하는 경우, 충진부(636)는 PPA(polypthalamide) 등의 고분자 물질에 고반사성을 가진 금속분말 또는 세라믹 분말이 사용될 수 있다. 고반사성 세라믹 분말로서는, TiO2, Al2O3, Nb2O5, Al2O3 및 ZnO로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이와 달리, 고반사성 금속이 사용될 수도 있으며, Al 또는 Ag와 같은 금속일 수 있다.

상기 제1 및 제2 전극 패드(634, 635)는 나노 발광구조물(632)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극 패드(634)는 제1 도전형 반도체 베이스층(631)의 노출된 상면에 위치하고, 제2 전극 패드(635)는 나노 발광구조물(632) 및 충진부(636)의 하부에 형성되는 오믹 콘택층(635a) 및 전극 연장부(635b)를 포함한다. 이와 달리, 오믹 콘택층(635a)과 전극 연장부(635b)는 일체로 형성될 수도 있다.

도 15 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 발광소자 패키지를 채용하는 다양한 실시 형태에 따른 조명 장치를 설명한다.

도 15에서는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내고 있다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(1000)는 벌브형 램프일 수 있으며, 실내 조명용, 예를 들어, 다운라이트(downlight)로 사용될 수 있다.

조명 장치(1000)는 전기 연결 구조(1030)를 갖는 하우징(1020)과 상기 하우징(1020)에 장착되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(1010)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(1020)에 장착되어 상기 적어도 하나의 발광소자 패키지(1010)를 덮는 커버(1040)를 더 포함할 수 있다.

상기 발광소자 패키지(1010)는 상기 도 1의 발광소자 패키지(10)와 실질적으로 동일하며, 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 상기 발광소자 패키지(1010)는 기판(1011) 상에 복수개가 장착되어 배치될 수 있다.

상기 하우징(1020)은 상기 발광소자 패키지(1010)를 지지하는 프레임으로서의 기능과, 상기 발광소자 패키지(1010)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트 싱크로서의 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 상기 하우징(1020)은 열전도율이 높고 견고한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질, 방열 수지등으로 이루어질 수 있다.

하우징(1020)의 외측면에는 공기와의 접촉면적을 증가시켜 방열 효율이 향상되도록 하기 위한 복수의 방열핀(1021)이 구비될 수 있다.

상기 하우징(1020)에는 상기 발광소자 패키지(1010)와 전기적으로 연결되는 전기 연결 구조(1030)가 구비된다. 상기 전기 연결 구조(1030)는 단자부(1031)와, 상기 단자부(1031)를 통해 공급되는 구동 전원을 상기 발광소자 패키지(1010)로 공급하는 구동부(1032)를 포함할 수 있다.

상기 단자부(1031)는 조명 장치(1000)를, 예컨대 소켓 등에 장착하여 고정 및 전기적으로 연결될 수 있도록 한다. 본 실시 형태에서는 단자부(1031)가 슬라이딩 삽입되는 핀 타입의 구조를 가지는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 필요에 따라서 상기 단자부(1031)는 나사산을 가져 돌려서 끼워지는 에디슨 타입의 구조를 가지는 것도 가능하다.

상기 구동부(1032)는 외부의 구동 전원을 상기 발광소자 패키지(1010)를 구동시킬 수 있는 적정한 전류원으로 변환시켜 제공하는 역할을 한다. 이러한 구동부(1032)는, 예를 들어 AC-DC 컨버터, 정류회로 부품, 퓨즈 등으로 구성될 수 있다. 또한, 경우에 따라 원격 제어를 구현할 수 있는 통신 모듈을 더 포함할 수도 있다.

상기 커버(1040)는 상기 하우징(1020)에 장착되어 상기 적어도 하나의 발광소자 패키지(1010)를 덮으며, 볼록한 렌즈 형상 또는 벌브 형상을 가질 수 있다. 상기 커버(1040)는 광 투과성 재질로 이루어질 수 있으며, 광 분산물질을 함유할 수 있다.

도 16은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다. 도 16을 참조하면, 조명 장치(1100)는 일 예로서 바(bar) 타입 램프일 수 있으며, 발광소자 패키지(1110), 하우징(1120), 단자(1130) 및 커버(1140)를 포함하여 구성될 수 있다.

발광소자 패키지(1110)는 상기 도 1의 발광소자 패키지가 채용될 수 있다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 상기 발광소자 패키지(1110)는 기판(1111) 상에 복수개가 장착되어 기판(1111)을 따라 배열될 수 있다.

하우징(1120)은 일면(1122)에 상기 발광소자 패키지(1110)가 장착된 기판(1111)을 탑재하여 고정시킬 수 있으며, 상기 발광소자 패키지(1110)에서 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 이를 위해 상기 하우징(1120)은 열전도율이 우수한 재질, 예컨대 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 양 측면에는 방열을 위한 복수의 방열 핀(1121)이 돌출되어 형성될 수 있다.

커버(1140)는 발광소자 패키지(1110)를 덮을 수 있도록 하우징(1120)의 걸림 홈(1123)에 체결된다. 그리고, 상기 발광소자 패키지(1110)에서 발생된 광이 외부로 전체적으로 균일하게 조사될 수 있도록 반원 형태의 곡면을 가질 수 있다. 커버(1140)의 바닥면에는 하우징(1120)의 걸림 홈(1123)에 맞물리는 돌기(1141)가 길이 방향을 따라서 형성될 수 있다.

단자(1130)는 하우징(1120)의 길이 방향의 양 끝단부 중 개방된 적어도 일측에 구비되어 발광소자 패키지(1110)에 전원을 공급할 수 있으며, 외부로 돌출된 전극 핀(1133)을 포함할 수 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다. 도 17을 참조하면, 조명 장치(1200)는 일 예로서 면 광원 타입의 구조를 가질 수 있으며, 발광소자 패키지(1210), 하우징(1220), 커버(1240) 및 히트 싱크(1250)를 포함하여 구성될 수 있다.

발광소자 패키지(1210)는 상기 도 1의 발광소자 패키지가 채용될 수 있다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 상기 발광소자 패키지(1210)는 기판(1211) 상에 복수개가 장착되어 기판(1211)을 따라 배열될 수 있다.

하우징(1220)은 상기 발광소자 패키지(1210)가 탑재되는 일면(1222)과 상기 일면(1222) 둘레에서 연장되는 측면(1224)을 포함하여 박스형 구조를 가질 수 있다. 하우징(1220)은 상기 발광소자 패키지(1210)에서 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 열전도율이 우수한 재질, 예컨대 금속 재질로 이루어질 수 있다.

상기 하우징(1220)의 일면(1222)에는 추후 설명하는 히트 싱크(1250)가 삽입되어 체결되는 홀(1226)이 상기 일면(1222)을 관통하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 일면(1222)에 탑재되는 상기 기판(1211)은 부분적으로 상기 홀(1226)상에 걸쳐져서 외부로 노출될 수 있다.

커버(1240)는 상기 발광소자 패키지(1210)를 덮을 수 있도록 상기 하우징(1220)에 체결될 수 있다. 그리고, 전체적으로 편평한 구조를 가질 수 있다.

히트 싱크(1250)는 하우징(1220)의 타면(1225)을 통해 상기 홀(1226)에 체결될 수 있다. 그리고, 상기 홀(1226)을 통해 상기 발광소자 패키지(1210)와 접촉하여 상기 발광소자 패키지(1210)의 열을 외부로 방출할 수 있다. 방열 효율의 향상을 위해 상기 히트 싱크(1250)는 복수의 방열 핀(1251)을 구비할 수 있다. 상기 히트 싱크(1250)는 상기 하우징(1220)과 같이 열전도율이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.

발광소자를 이용한 조명 장치는 그 용도에 따라 크게 실내용(indoor) 과 실외용(outdoor)으로 구분될 수 있다. 실내용 LED 조명 장치는 주로 기존 조명 대체용(Retrofit)으로 벌브형 램프, 형광등(LED-tube), 평판형 조명 장치가 여기에 해당되며, 실외용 LED 조명 장치는 가로등, 보안등, 투광등, 경관등, 신호등 등이 해당된다.

또한, LED를 이용한 조명 장치는 차량용 내외부 광원으로 활용 가능하다. 내부 광원으로는 차량용 실내등, 독서등, 계기판의 각종 광원등으로 사용 가능하며, 차량용 외부 광원으로 전조등, 브레이크등, 방향지시등, 안개등, 주행등 등 모든 광원에 사용 가능하다.

아울러, 로봇 또는 각종 기계 설비에 사용되는 광원으로 LED 조명 장치가 적용될 수 있다. 특히, 특수한 파장대를 이용한 LED 조명은 식물의 성장을 촉진시키고, 감성 조명으로서 사람의 기분을 안정시키거나 병을 치료할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10, 20, 30... 발광소자 패키지
110, 210, 310... 리드 프레임
120, 220, 320... 제너 다이오드
121, 221, 321... 와이어
130, 230, 330... 발광소자
140, 240... 봉지부
340... 패키지 바디
150, 250, 350... 렌즈부

Claims (10)

  1. 홈부가 마련된 일면을 구비하며, 상기 일면에 위치한 제1 실장영역과, 상기 홈부 내에 위치한 제2 실장영역을 가지는 리드 프레임;
    상기 제1 실장영역에 실장되며, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결된 발광소자; 및
    상기 제2 실장영역에 실장되며, 와이어에 의해 상기 리드 프레임과 접속되는 제너 다이오드를 포함하며,
    상기 와이어는 상기 홈부 내에 위치하여 상기 제1 실장영역보다 낮은 높이를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 제너 다이오드와 상기 와이어 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홈부는 상기 제1 실장영역을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홈부를 채우며, 상기 제너 다이오드와 상기 와이어를 덮는 봉지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홈부는 상기 리드 프레임의 일면으로부터 함몰되어 상기 제1 실장영역과 단차를 이루는 바닥면을 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 실장영역의 바닥면은 상기 홈부의 바닥면의 다른 영역보다 낮은 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제너 다이오드는 하면에 배치된 제1 전극과 상면에 배치된 제2 전극을 가지며,
    상기 제1 전극은 상기 홈부의 바닥면을 통해 상기 리드 프레임의 일 영역에 접속되며, 상기 제2 전극은 와이어에 의해 상기 리드 프레임의 다른 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 실장영역은 상기 리드 프레임을 관통하는 영역이며,
    상기 관통된 영역에 부분적으로 충전되어 상기 제2 실장영역의 바닥면을 제공하는 도전성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제너 다이오드는 하면에 배치된 제1 전극과 상면에 배치된 제2 전극을 가지며,
    상기 제1 전극은 상기 도전성 물질을 통해 상기 리드 프레임의 일 영역에 접속되며, 상기 제2 전극은 와이어에 의해 상기 리드 프레임의 다른 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 서로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임을 포함하며, 상기 홈부는 상기 제1 및 제2 리드 프레임 중 적어도 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
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