KR20160064333A - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리드 프레임과 몰드 프레임의 이중 사출 구조를 갖는 발광다이오드 패키지에 대하여 몰드 프레임이 리드 프레임으로부터 분리되거나 손상되는 것을 방지할 수 있는 구조의 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 본 발명은 한 쌍의 리드 프레임; 내부에 공간부를 형성하면서 상기 리드 프레임을 수용하는 몰드 프레임; 상기 각 리드 프레임의 상면에서 상측으로 연장되고, 내면이 상기 공간부 내벽면과 일치하는 반사면과 반사면의 단부는 외측으로 절곡되면서 몰드 프레임 내부로 함몰되는 지지편으로 이루어지는 보강 프레임; 일측의 상기 리드 프레임 상에 실장되는 LED 칩; 및 상기 LED 칩을 밀봉하면서 상기 공간부에 충진되는 몰딩부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

발광다이오드 패키지{LED Package}
본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리드 프레임과 몰드 프레임의 이중 사출 구조를 갖는 발광다이오드 패키지에 대하여 몰드 프레임이 리드 프레임으로부터 분리되거나 손상되는 것을 방지할 수 있는 구조의 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하, 'LED'라 한다)는 반도체로 이루어진 발광소자로서 다른 발광소자에 비해 안정적이고 신뢰성이 있으며, 그 수명도 길다. 또한, 수 V 정도의 전압과 수십 mA의 전류로도 구동이 가능하므로 소비 전력이 작다는 장점이 있으며, 백색광 또는 다양한 색 구현이 가능한 LED 패키지가 개발되어 그 적용분야가 점차 확대되고 있다.
최근에는 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치의 백라이팅 광원으로 LED가 주로 이용되고 있다. LCD와 같은 디스플레이 장치는 점차 대형화됨과 동시에 두께가 점차 얇아지고 있으며, 최근에는 곡면 형상의 디스플레이 장치도 개발되고 있다. 이러한 디스플레이 장치의 다양한 변화에 대응하기 위하여 광원도 높은 휘도를 나타내면서 슬림화에 유리한 구조의 LED 패키지가 요구된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LED 패키지를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 LED 패키지를 나타낸 단면도로서 Ⅰ-Ⅰ 방향의 단면을 나타내었다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, LED 패키지는 한 쌍의 리드 프레임(10), 일 측으로 개구부가 형성된 격벽 형상으로 리드 프레임(10)을 수용하는 몰드 프레임(20), 몰드 프레임(20) 내부에서 리드 프레임(10) 상에 실장되는 LED 칩(30), 형광체가 혼합되어 몰드 프레임(20) 내부에서 리드 프레임(10)과 LED 칩(30)을 밀봉하는 몰딩부(40)를 포함한다.
여기서, 리드 프레임(10, lead frame)은 LED 칩(30)에 전원을 인가하기 위한 리드 전극으로, 알루미늄과 같은 전도성 금속이 이용될 수 있으며, 양극과 음극의 한 쌍의 전극으로 구성된다. 몰드 프레임(20, mold frame)은 LED 패키지의 몸체를 구성하며, 리드 프레임(10)을 수용하여 외부로부터 절연시키는 합성수지 재질의 비전도성 사출물로 이루어진다. 몰드 프레임(20)은 각 리드 프레임(10)을 전기적으로 분리시키며, 각 리드 프레임(10)의 단부는 전원 접속을 위하여 몰드 프레임(20) 외부로 돌출된다. 또한, 몰드 프레임(20)은 내 측에 LED 칩(30)을 수용할 수 있도록 공간부를 형성하면서 사각의 격벽 형상을 이루며, 공간부의 상측으로는 빛이 출사되는 윈도우가 형성된다.
이러한 리드 프레임(10)과 몰드 프레임(20)은 리드 프레임(10)을 인서트 물(insert object)로 하는 이중 사출 공정으로 일체로 형성된다. 이때, 전도성 금속의 리드 프레임과 비전도성 합성수지의 몰드 프레임으로 이루어지는 LED 패키지는 서로 다른 재질의 이종 접합으로 인하여 접합면이 분리되는 박리 현상이 나타날 수 있다. 즉, 외부 충격 등에 의하여 상대적으로 강도가 약한 몰드 프레임은 리드 프레임으로부터 쉽게 이탈될 수 있으며, 크랙(crack)이 발생하거나 파손되는 경우도 발생한다. 이러한 몰드 프레임의 분리나 손상 문제는 최근 슬림화되고 있는 LED 패키지 구조에서 더욱 심각해지고 있다.
또한, LED 패키지는 LED 칩(30)에서 출사되는 빛이 몰딩부(40)에서 산란 및 파장 변환되면서 윈도우를 통하여 방출된다. 몰딩부(40) 내부의 빛은 윈도우를 통하여 직접 출사되거나 몰드 프레임(20)의 공간부 내벽면(21)에 반사되어 출사된다. 이때, 몰드 프레임(20)은 합성수지로 이루어져 공간부 내벽면이 높은 광반사율을 갖지 못하여 고휘도의 광원을 구현하는데 한계를 나타내고 있다.
국내등록특허 10-1049487호(2011.07.15. 등록공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전도성 금속의 리드 프레임과 비전도성 합성수지의 몰드 프레임에 대한 결합력을 향상시켜 외부 충격으로부터 몰드 프레임의 박리나 파손을 방지함으로써, 슬림화에 유리한 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 칩이 배치되는 공간부의 내벽면에서 높은 반사율을 갖도록 함으로써, 휘도를 향상시킬 수 있는 구조의 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 한 쌍의 리드 프레임; 내부에 공간부를 형성하면서 상기 리드 프레임을 수용하는 몰드 프레임; 상기 각 리드 프레임의 상면에서 상측으로 연장되고, 내면이 상기 공간부 내벽면과 일치하는 반사면과 반사면의 단부는 외측으로 절곡되면서 몰드 프레임 내부로 함몰되는 지지편으로 이루어지는 보강 프레임; 일측의 상기 리드 프레임 상에 실장되는 LED 칩; 및 상기 LED 칩을 밀봉하면서 상기 공간부에 충진되는 몰딩부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 반사면은 상기 몰드 프레임의 공간부 내벽면과 함께 경사면을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지편은 상기 몰드 프레임 내부에서 상측 또는 하측으로 경사를 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강 프레임은 상기 지지편의 단부가 상측 또는 하측으로 절곡되는 걸림편;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 LED 패키지는 리드 프레임에서 연장되는 보강 프레임이 몰드 프레임 내부에 배치됨으로써, 몰드 프레임을 견고하게 지지하면서 결합력을 향상시켜 외부 충격에 따른 몰드 프레임의 분리나 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 패키지는 반사율이 우수한 금속 재질의 보강 프레임이 몰드 프레임의 내부 측면에서 반사면을 형성함으로써, 고휘도의 LED 패키지 구현에 유리한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LED 패키지를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 LED 패키지를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지를 나타낸 평면도, 및
도 4는 도 3의 LED 패키지를 나타낸 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 LED 패키지를 나타낸 단면도로서 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면을 나타내었으며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 다양한 변형예를 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는 한 쌍의 리드 프레임(100), 각 리드 프레임(100)에서 상측으로 연장되는 한 쌍의 보강 프레임(200), 리드 프레임(100)과 보강 프레임(200)을 수용하는 몰드 프레임(300), 일측의 리드 프레임(100) 상에 실장되는 LED 칩(400) 및 LED 칩(400)을 밀봉하는 몰딩부(500)를 포함한다.
구체적으로 살펴보면, 리드 프레임(100, lead frame)은 LED 칩(400)에 전원을 인가하기 위한 리드 전극으로, 알루미늄과 같은 전도성 금속이 이용될 수 있으며, 양극과 음극의 한 쌍의 전극으로 구성된다.
보강 프레임(200)은 몰드 프레임(300) 내부의 소정 영역으로 함몰되어 몰드 프레임(300)의 강성을 보강하기 위한 프레임으로, 리드 프레임(100)과 동일한 알루미늄과 같은 금속이 이용되며, 각 리드 프레임(100)의 분할에 따라 한 쌍의 프레임으로 구성된다.
몰드 프레임(300, mold frame)은 LED 패키지의 몸체를 구성하며, 리드 프레임(100)과 보강 프레임(200)을 수용하여 외부로부터 절연시키는 합성수지 재질의 비전도성 사출물로 이루어진다. 몰드 프레임(300)은 각 리드 프레임(100)과 보강 프레임(200)을 전기적으로 분리시키며, 각 리드 프레임(100)의 단부는 전원 접속을 위하여 몰드 프레임(300) 외부로 돌출된다.
또한, 몰드 프레임(300)은 내 측에 LED 칩(400)을 수용할 수 있도록 공간부(C)를 형성하고, 공간부(C)는 사각의 격벽 형상을 이룬다. 또한, 몰드 프레임(300)은 공간부(C) 바닥면에 LED 칩(400)이 실장될 수 있도록 리드 프레임(100) 일부를 노출시키며, 상부는 개방되어 빛이 출사되는 윈도우를 형성한다. 또한, 몰드 프레임(300)은 하측으로는 리드 프레임(100) 배면을 노출시켜 LED 칩(400)에서 발생되는 열이 리드 프레임(100)을 통하여 외부로 신속히 방출될 수 있도록 한다.
LED 칩(400)은 LED 패키지의 광원으로 한 쌍의 전극이 수평 방향으로 배치되는 수평 구조의 칩이 이용될 수 있다. 수평 구조의 LED 칩(400)은 도시된 바와 같이 몰드 프레임(300)의 공간부(C)에서 일측의 리드 프레임(100)에 실장되고, 투 와이어 본딩(two wire bonding)으로 각 리드 프레임(100)에 전기적으로 연결된다.
몰딩부(500)는 LED 칩(400)을 보호하고, LED 칩(400)에서 방출되는 빛의 일부를 파장 변환시켜 LED 패키지가 백색광으로 현출되도록 한다. 이러한 몰딩부(500)는 형광체가 혼합된 몰딩재가 공간부 내부를 밀봉한 상태에서 경화되어 형성된다.
한편, 본 발명의 LED 패키지는 금속 재질의 보강 프레임(200)이 합성수지 재질의 몰드 프레임(300)에 대한 광 반사 특성과 강성을 보완하도록 구성된다. 이러한 보강 프레임(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 리드 프레임(100) 상면에서 몰드 프레임(300) 공간부 내벽면(310)을 따라 연장되면서 반사면(210)을 형성하고, 반사면(210)의 단부는 외측으로 절곡되어 지지편(220)을 형성한다.
이때, 반사면(210)은 몰드 프레임(300)의 공간부 내벽면(310)과 일치하도록 형성되며, 공간부 내벽면(310)과 반사면(210)은 상부의 폭이 넓어지도록 외측 경사를 이루면서 형성된다. 보강 프레임(200)은 리드 프레임(100)과 동일한 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성되므로, 몰드 프레임(300)을 구성하는 합성수지보다 높은 광반사율을 갖는다. 따라서, 보강 프레임(200)은 몰드 프레임(300)의 공간부 내벽면(310) 일부를 대체하여 반사면으로 기능함으로써, LED 패키지의 휘도 향상에 기여하게 된다.
그리고 지지편(220)은 반사면(210)의 단부에서 외측으로 절곡되면서 몰드 프레임(300) 내부로 함몰된다. 금속 재질의 지지편(220)은 몰드 프레임(300) 내부 영역으로 함몰되어 몰드 프레임(300)과 일체로 형성됨으로써, 상대적으로 강성이 약한 합성수지 재질의 몰드 프레임(300)에 대한 강성을 보완하게 된다. 따라서, 본 발명의 LED 패키지는 몰드 프레임(300) 내부에 함몰된 지지편(220)에 의하여 외부 충격에 대하여 몰드 프레임(300)이 리드 프레임(100)으로부터 분리되거나 손상되는 것을 방지하게 된다.
이러한 지지편(220)은 다양한 형상을 이룰 수 있다. 즉, 지지편(220)은 반사면(210)의 단부에서 외측 수평으로 연장될 수 있으며, 도 5의 (a)와 같이 상측으로 경사를 이루면서 연장되거나 (b)와 같이 하측으로 경사를 이루면서 연장될 수 있다. 또한, 보강 프레임(200)은 도 5의 (c)와 같이 지지편(220)의 단부가 절곡되면서 연장되는 걸림편(230)을 더 구비할 수 있다. 이때, 걸림편(230)은 지지편(220)의 상측으로 절곡되거나 하측으로 절곡될 수 있다. 이와 같이 지지편(220)에서 다시 절곡되는 걸림편(230)은 몰드 프레임(300)이 리드 프레임(100)이나 보강 프레임(200)으로부터 분리되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100 : 리드 프레임
200 : 보강 프레임 210 : 반사면
220 : 지지편 230 : 걸림편
300 : 몰드 프레임
400 : LED 칩
500 : 몰딩부

Claims (4)

  1. 한 쌍의 리드 프레임;
    내부에 공간부를 형성하면서 상기 리드 프레임을 수용하는 몰드 프레임;
    상기 각 리드 프레임의 상면에서 상측으로 연장되고, 내면이 상기 공간부 내벽면과 일치하는 반사면과 반사면의 단부는 외측으로 절곡되면서 몰드 프레임 내부로 함몰되는 지지편으로 이루어지는 보강 프레임;
    일측의 상기 리드 프레임 상에 실장되는 LED 칩; 및
    상기 LED 칩을 밀봉하면서 상기 공간부에 충진되는 몰딩부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사면은,
    상기 몰드 프레임의 공간부 내벽면과 함께 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지편은,
    상기 몰드 프레임 내부에서 상측 또는 하측으로 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 LED 프레임.
  4. 제1항에 있어서, 보강 프레임은,
    상기 지지편의 단부가 상측 또는 하측으로 절곡되는 걸림편;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 프레임.
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