WO2012165819A2 - 발광 다이오드 어셈블리 - Google Patents

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WO2012165819A2
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이정훈
갈대성
서원철
양영은
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서울반도체(주)
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Definitions

  • the LED assembly may further include a body.
  • the first heat dissipation member may include a first internal lead positioned inside the main body and a first external lead extending from the first internal lead and exposed to the outside of the main body. And a second inner lead positioned therein and a second outer lead extending from the second inner lead and exposed to the outside of the main body.
  • Such a light emitting diode assembly may be formed using a lead frame.
  • the short wavelength light emitting diode chip may be thermally coupled to the first internal lead
  • the red light emitting diode chip may be thermally coupled to the second internal lead
  • the second heat dissipation member may be less than the first heat dissipation member. Occupies a larger area.
  • the second inner lead may be wider than the first inner lead
  • / or the second outer lead may be wider than the first outer lead.
  • the light emitting diode assembly may further include a wavelength converter for converting the light emitted from the short-wavelength LED chip.
  • the wavelength converter may be contained in the molding part or conformally provided on the light emitting diode chip.
  • the light emitting diode assembly may implement white light including a red component of the red light emitting diode chip.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting diode assembly according to still another embodiment of the present invention.
  • first outer pad 25c and a second outer pad 27c are positioned below the base substrate 21.
  • the first and second external pads 25c and 27c may function as connection terminals for supplying power to the LED chips 31 and 33.
  • the second external pad 27c has a relatively large area compared to the first external pad 25c.
  • the area of the second external pad 27c is larger than the area of the first external pad 25c in consideration of a relative ratio of heat generated in the red light emitting diode chip 33 and heat generated in the short wavelength light emitting diode chip 31. Can be large.
  • the area of the second external pad 27c is the first external pad 25c. It can be formed to be about twice the area of the.
  • the red light emitting diode chip 33 may have a horizontal or vertical structure. These light emitting diode chips 31 and 33 may be electrically connected to the landing pads 25a and 27a through bonding wires (not shown) in various ways depending on the structure thereof. In addition, the LED chips 31 and 33 may be connected in series, but are not limited thereto and may be connected in parallel.
  • the LED assembly according to the present embodiment is generally similar to the LED assembly described with reference to FIG. 1, except that the phosphor 36 of FIG. 1 is provided as the conformal coating layer 54. .
  • the dummy pad 27d provides an additional heat transfer path to help dissipate heat from the red light emitting diode chip 33.
  • the second heat dissipation member has better heat dissipation performance than the first heat dissipation member, it is possible to discharge heat generated in the red light emitting diode chip more quickly, thereby preventing deterioration of the red light emitting diode chip with operating time. can do.
  • the second via 57b may be formed in a larger number than the first via 55b to increase the number of heat transfer paths, thereby improving heat transfer performance.
  • a light emitting diode assembly capable of increasing the degree of freedom for selecting the LED chips 61 and 63 having various structures may be provided.
  • the horizontal short wavelength light emitting diode chip and the vertical red light emitting diode chip may be mounted on the first landing pad 55a and the second landing pad 57a, respectively.
  • the bonding pad 59c may be left unused.
  • FIGS. 12 and 13 are schematic perspective views and a plan view illustrating a light emitting diode assembly according to still another embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a plan view of a heat dissipating slug for explaining various modified examples of FIGS. 12 and 13.
  • the main body 91 may be formed of plastic, and for example, may be formed by insert molding the lead frame and the heat dissipating slugs 95 and 97.
  • the body 91 may have a cavity exposing the inner leads 92a, 94a, 96a, 98a and the heat dissipation slugs 95, 97.
  • a light emitting diode assembly may include a metal base substrate 201, an insulating layer 203, a first landing pad 205, a second landing pad 207: 207a, 207b, 207c, 207d, solder resist 209, dam 211, short wavelength light emitting diode chips 221: 221a, 221b, 221c, 221d, red light emitting diode chips 223: 223a, 223b, 223c, 223d and bonding pads. 213a, 213b.
  • the short wavelength light emitting diode chips 221a, 221b, 221c, and 221d are disposed on the first landing pad 205 and thermally coupled to the first landing pad 205.
  • a plurality of short wavelength light emitting diode chips 221 are shown mounted on one first landing pad 205, the first landing pad 205 is divided into a plurality of regions, A short wavelength LED chip may be mounted in the region.
  • the short wavelength light emitting diode chips 221a, 221b, 221c, and 221d may be mounted on regions of the first landing pad 205 separated from each other.
  • the phosphor may be limitedly positioned on the short wavelength light emitting diode chip 221 as described in FIG. 2, or may be provided as a conformal coating layer as described in FIG. 3.

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Abstract

발광 다이오드 어셈블리가 개시된다. 이 어셈블리는, 적색 발광 다이오드 칩과, 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 단파장 발광 다이오드 칩과, 단파장 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 주로 방출하는 제1 방열 멤버와, 상기 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 주로 방출하는 제2 방열 멤버를 포함한다. 또한, 제2 방열 멤버의 열 방출 성능이 제1 방열 멤버에 비해 상대적으로 더 우수하다. 이에 따라, 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 적색광의 스펙트럼 이동을 방지하여 동작 시간에 따른 색좌표 변화를 방지할 수 있다.

Description

발광 다이오드 어셈블리
본 발명은 발광 다이오드 어셈블리에 관한 것으로, 특히 적색 발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 다이오드 어셈블리에 관한 것이다.
발광 다이오드는 광원으로서 다양한 응용 제품에 사용되고 있다. 특히, 백라이트, 디스플레이, 조명 장치 등의 광원으로서 사용되고 있으며, 다양한 색상의 발광 다이오드들의 조합 또는 발광 다이오드와 형광체의 조합에 의해 백색광을 구현한다. 특히, 청색 발광 다이오드와 황색 형광체의 조합에 의해 백색광을 구현할 수 있다. 그러나, 청색 발광 다이오드와 황색 형광체의 조합은 적색 성분이 취약한 백색광을 구현하기 때문에 연색성이 상대적으로 좋지 않으며 색온도가 상대적으로 높은 문제점을 갖는다. 이에 따라, 형광체를 조합하여 백색광을 구현하는 발광 다이오드 어셈블리에서도 연색성이나 색온도 특성을 개선하기 위해 적색 발광 다이오드가 사용되고 있다.
AlInGaN 계열의 청색 또는 자외선 발광 다이오드에 비해 AlInGaP 계열의 적색 발광 다이오드는 상대적으로 많은 양의 열을 방출한다. 더욱이, 적색 발광 다이오드의 경우, 온도에 따라 방출되는 광의 스펙트럼 이동이 크게 나타난다.
이에 따라, 적색 발광 다이오드를 함께 실장한 발광 다이오드 어셈블리에서, 적색 발광 다이오드의 접합 온도(junction temperature)가 증가함에 따라 적색광의 스펙트럼 이동이 발생된다. 따라서, 동작 초기에 원하는 색좌표의 백색광을 구현하더라도, 동작 시간이 증가함에 따라 색좌표가 바뀌어 원하는 백색광을 구현할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 적색 발광 다이오드 칩의 스펙트럼 이동을 방지할 수 있는 발광 다이오드 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려는 다른 과제는 적색 발광 다이오드 칩과 다른 파장의 발광 다이오드 칩 사이의 열적 간섭을 줄일 수 있는 발광 다이오드 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드 어셈블리는, 적색 발광 다이오드 칩; 상기 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 단파장 발광 다이오드 칩; 상기 단파장 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 주로 방출하는 제1 방열 멤버; 상기 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 주로 방출하는 제2 방열 멤버를 포함한다. 또한, 상기 제2 방열 멤버의 열 방출 성능이 상기 제1 방열 멤버에 비해 상대적으로 더 나은 것을 특징으로 한다.
제2 방열 멤버를 통해 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광을 더 신속하게 방출할 수 있어, 적색 발광 다이오드 칩의 접합 온도 증가를 방지할 수 있으며, 따라서 적색광의 스펙트럼 이동을 방지할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드 어셈블리는 베이스 기판을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 방열 멤버는 상기 베이스 기판 상에 위치하는 제1 랜딩 패드를 포함하고, 상기 제2 방열 멤버는 상기 베이스 기판 상에 위치하는 제2 랜딩 패드를 포함할 수 있다. 나아가, 상기 단파장 발광 다이오드 칩은 상기 제1 랜딩 패드에 열적으로 결합되고, 상기 적색 발광 다이오드 칩은 상기 제2 랜딩 패드에 열적으로 결합된다.
또한, 상기 제1 방열 멤버는 상기 베이스 기판 하부에 위치하는 제1 외부 패드 및 상기 제1 랜딩 패드와 상기 제1 외부 패드를 연결하는 제1 비아를 포함하고, 상기 제2 방열 멤버는 상기 베이스 기판 하부에 위치하는 제2 외부 패드 및 상기 제2 랜딩 패드와 상기 제2 외부 패드를 연결하는 제2 비아를 포함할 수 있다.
상기 제2 방열 멤버가 상기 제1 방열 멤버보다 더 나은 열 방출 성능을 갖도록, 상기 제2 랜딩 패드가 상기 제1 랜딩 패드보다 더 넓거나, 상기 제2 외부 패드가 상기 제1 외부 패드보다 더 넓거나, 상기 제2 외부 패드의 표면적이 상기 제1 외부 패드의 표면적보다 더 넓거나, 및/또는 상기 제2 비아의 부피가 상기 제1 비아의 부피보다 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 제2 비아의 개수가 상기 제1 비아의 개수보다 더 많을 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드 어셈블리는 본체를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 방열 멤버는 상기 본체 내부에 위치하는 제1 내부 리드와, 상기 제1 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제1 외부 리드를 포함하고, 상기 제2 방열 멤버는 상기 본체 내부에 위치하는 제2 내부 리드와, 상기 제2 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제2 외부 리드를 포함할 수 있다. 이러한 발광 다이오드 어셈블리는 리드 프레임을 이용하여 형성될 수 있다.
나아가, 상기 단파장 발광 다이오드 칩은 상기 제1 내부 리드에 열적으로 결합되고, 상기 적색 발광 다이오드 칩은 상기 제2 내부 리드에 열적으로 결합될 수 있으며, 상기 제2 방열 멤버가 상기 제1 방열 멤버보다 더 넓은 면적을 점유한다. 예컨대, 상기 제2 내부 리드가 제1 내부 리드보다 더 넓거나, 및/또는 상기 제2 외부 리드가 상기 제1 외부 리드보다 더 넓을 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 방열 멤버는 제1 방열 슬러그를 포함하고, 상기 제2 방열 멤버는 제2 방열 슬러그를 포함할 수 있다. 상기 제2 방열 슬러그는 상기 제1 방열 슬러그보다 더 큰 부피를 가질 수 있으며, 따라서, 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 상대적으로 더 신속하게 방출할 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드 어셈블리는, 본체; 상기 본체 내부에 위치하는 제1 내부 리드; 상기 제1 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제1 외부 리드; 상기 본체 내부에 위치하는 제2 내부 리드; 및 상기 제2 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제2 외부 리드를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 단파장 발광 다이오드 칩은 상기 제1 방열 슬러그에 열적으로 결합되고, 상기 적색 발광 다이오드 칩은 상기 제2 방열 슬러그에 열적으로 결합된다.
상기 제1 방열 슬러그와 상기 제2 방열 슬러그는 서로 인접하여 배치된다. 특정 실시예에 있어서, 상기 제2 방열 슬러그는 상기 제1 방열 슬러그를 둘러쌀 수 있다. 제2 방열 슬러그가 제1 방열 슬러그의 바깥쪽에 배치되므로, 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 더 빨리 방출할 수 있다.
상기 제1 방열 멤버와 상기 제2 방열 멤버는 서로 이격될 수 있다. 따라서, 단파장 발광 다이오드 칩과 적색 발광 다이오드 칩 사이의 열적 간섭을 줄일 수 있다.
한편, 상기 발광 다이오드 어셈블리는 상기 단파장 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환시키는 파장변환기를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 파장변환기는 몰딩부 내에 함유되거나, 발광 다이오드 칩 상에 컨포멀하게 제공될 수 있다. 상기 발광 다이오드 어셈블리는 상기 적색 발광 다이오드 칩의 적색 성분을 포함하는 백색광을 구현할 수 있다.
또한, 상기 단파장 발광 다이오드 칩은 청색 또는 자외선을 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 상기 단파장 발광 다이오드 칩은 AlGaInN 계열의 발광 다이오드 칩이고, 상기 적색 발광 다이오드 칩은 AlGaInP 계열의 발광 다이오드 칩일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드 어셈블리는, 적색 발광 다이오드 칩; 상기 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 단파장 발광 다이오드 칩; 상기 단파장 발광 다이오드 칩에 열적으로 결합된 제1 열 전달 경로; 상기 적색 발광 다이오드 칩에 열적으로 결합된 제2 열 전달 경로를 포함한다. 여기서, 상기 제2 열 전달 경로가 상기 제1 열 전달 경로에 비해 열 전달 성능이 상대적으로 더 나은 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 상대적으로 신속하게 외부로 전달할 수 있어 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광의 스펙트럼 이동을 방지할 수 있다.
예컨대, 상기 제2 열 전달 경로의 전체 부피가 상기 제1 열 전달 경로의 전체 부피에 비해 더 클 수 있다. 또는, 상기 제2 열 전달 경로의 경로 수가 상기 제1 열 전달 경로의 경로 수보다 더 많을 수 있다.
본 발명에 따르면, 동작 시간에 따라 적색 발광 다이오드 칩의 적색광의 스펙트럼이 이동하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 동작 시간에 따른 색좌표 변화를 방지할 수 있는 발광 다이오드 어셈블리를 제공할 수 있다. 더욱이, 적색 발광 다이오드 칩과 단파장 발광 다이오드 칩 사이의 열적 간섭을 줄임으로써 단파장 발광 다이오드 칩에서 생성된 열에 의해 적색 발광 다이오드 칩이 영향을 받거나 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열에 의해 단파장 발광 다이오드 칩이 영향을 받는 것을 감소시켜 구동 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 10 및 11은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 12 및 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 평면도이다.
도 14는 도 12 및 13의 다양한 변형예를 설명하기 위한 방열 슬러그의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 16은 도 15의 절취선 A-A를 따라 취해진 개략적인 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 18은 도 17의 방열 슬러그를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 발광 다이오드 어셈블리는, 베이스 기판(21), 하우징(23), 제1 랜딩 패드(25a), 제2 랜딩 패드(27a), 제1 비아(25b), 제2 비아(27b), 제1 외부 패드(25c), 제2 외부 패드(27c), 단파장 발광 다이오드 칩(31), 적색 발광 다이오드 칩(33), 몰딩부(35) 및 형광체(36)를 포함한다.
상기 베이스 기판(21)은 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판일 수 있다. 베이스 기판(21)은 랜딩 패드들(25a, 27a)을 지지하며, 비아들(25b, 27b)을 형성하기 위한 관통홀들을 제공한다. 한편, 하우징(23)은 캐비티를 제공한다. 하우징(23)은 베이스 기판(21)이 세라믹 기판인 경우, 베이스 기판(21)과 함께 세라믹으로 형성될 수 있다. 상기 하우징(23)은 광을 반사하는 반사기로서 기능할 수 있다. 상기 하우징(23)은 생략될 수도 있다.
제1 랜딩 패드(25a)는 단파장 발광 다이오드 칩(31)이 실장되는 패드이고, 제2 랜딩 패드(27a)는 적색 발광 다이오드 칩(33)이 실장되는 패드로서, 각각 베이스 기판(21) 상에 위치한다. 제1 및 제2 랜딩 패드(25a, 27a)는 도전 물질로 형성되며, 따라서 열전도율이 베이스 기판(21)에 비해 상대적으로 높다.
한편, 상기 베이스 기판(21) 하부에 제1 외부 패드(25c) 및 제2 외부 패드(27c)가 위치한다. 상기 제1 및 제2 외부 패드(25c, 27c)는 발광 다이오드 칩들(31, 33)에 전력을 공급하기 위한 접속 단자로서 기능할 수 있다. 한편, 상기 제2 외부 패드(27c)는 상기 제1 외부 패드(25c)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 갖는다. 상기 제2 외부 패드(27c)의 면적은 적색 발광 다이오드 칩(33)에서 발생하는 열과 단파장 발광 다이오드 칩(31)에서 발생하는 열의 상대적인 비율을 고려하여 제1 외부 패드(25c)의 면적에 비해 더 클 수 있다. 예를 들어, 적색 발광 다이오드 칩(33)에서 발생되는 열이 단파장 발광 다이오드 칩(31)에서 발생되는 열의 2배 정도인 경우, 제2 외부 패드(27c)의 면적이 제1 외부 패드(25c)의 면적의 약 2배가 되도록 형성될 수 있다.
상기 제1 랜딩 패드(25a)와 제1 외부 패드(25c)는 제1 비아(25b)를 통해 서로 연결되며, 제2 랜딩 패드(27a)와 제2 외부 패드(27c)는 제2 비아(27b)를 통해 서로 연결된다.
단파장 발광 다이오드 칩(31)은 제1 랜딩 패드(25a) 상에 실장되며, 제1 랜딩 패드(25a)에 열적으로 결합된다. 단파장 발광 다이오드 칩(31)은 AlInGaN 계열로 청색 또는 자외선을 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 한편, 적색 발광 다이오드 칩(33)은 제2 랜딩 패드(27a) 상에 실장되며, 제2 랜딩 패드(27a)에 열적으로 결합된다. 적색 발광 다이오드 칩(33)은 AlInGaP 계열로 적색광을 방출하는 발광 다이오드 칩이다. 상기 단파장 발광 다이오드 칩(31)의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 수평형 또는 수직형 구조를 가질 수 있다. 상기 적색 발광 다이오드 칩(33)의 구조 또한 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, 수평형 또는 수직형 구조를 가질 수 있다. 이들 발광 다이오드 칩들(31, 33)은 그 구조에 따라 다양한 방식으로 본딩 와이어(도시하지 않음)를 통해 랜딩 패드들(25a, 27a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드 칩들(31, 33)은 서로 직렬 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 병렬 연결될 수도 있다.
한편 몰딩부(35)가 상기 단파장 발광 다이오드 칩(31) 및 적색 발광 다이오드 칩(33)을 덮을 수 있다. 몰딩부(35)는 수분 등으로부터 발광 다이오드 칩들(33) 및 본딩 와이어를 보호한다. 또한, 상기 몰딩부(35) 내에 형광체(36)가 함유될 수 있다. 형광체(36)는 단파장 발광 다이오드 칩(31)에서 방출된 광을 파장변환시킨다. 예컨대, 상기 단파장 발광 다이오드 칩(31)이 청색 발광 다이오드 칩인 경우, 상기 형광체(36)는 황색 형광체일 수 있다. 따라서, 청색 발광 다이오드 칩에서 방출된 청색광, 황색 형광체에서 방출된 황색광 및 적색 발광 다이오드 칩(31)에서 방출된 적색광의 혼합에 의해 백색광이 구현될 수 있다. 이와 달리, 상기 단파장 발광 다이오드 칩(31)이 자외선 발광 다이오드 칩인 경우, 상기 형광체(36)는 청색 형광체 및 황색 형광체를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 단파장 발광 다이오드 칩(31)에서 생성된 열은 주로 제1 랜딩패드(25a), 제1 비아(25b) 및 제1 외부 패드(25c)를 경유하여 외부로 방출되며, 적색 발광 다이오드 칩(33)에서 생성된 열은 주로 제2 랜딩패드(27a), 제2 비아(27b) 및 제2 외부 패드(27c)를 경유하여 외부로 방출된다. 상기 1 랜딩패드(25a), 제1 비아(25b) 및 제1 외부 패드(25c)가 제1 열 전달 경로로서 제1 방열 멤버를 구성하며, 상기 제2 랜딩패드(27a), 제2 비아(27b) 및 제2 외부 패드(27c)가 제2 열 전달 경로로서 제2 방열 멤버를 구성한다. 한편, 상기 제2 외부 패드(27c)가 제1 외부 패드(25c)보다 더 넓은 면적을 갖기 때문에 제2 방열 멤버가 제1 방열 멤버에 비해 더 나은 열 방출 성능을 갖는다. 따라서, 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 더 신속하게 방출할 수 있어, 동작 시간에 따른 적색 발광 다이오드 칩의 열화를 방지할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 랜딩 패드(25a)와 제2 랜딩 패드(27a), 제1 비아(25b)와 제2 비아(27b), 제1 외부 패드(25c)와 제2 외부 패드(27c)는 서로 동일한 재료로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도율이 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 제2 랜딩 패드(27a)가 제1 랜딩 패드(25a)에 비해 열 전도율이 높은 재료로 형성될 수 있으며, 제2 비아(27b)가 제1 비아(25b)에 비해, 그리고, 제2 외부 패드(27c)가 제1 외부 패드(25c)에 비해 열 전도율이 높은 재료로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 상기 제1 방열 멤버와 제2 방열 멤버는 서로 이격될 수 있으며, 따라서 발광 다이오드 칩들(31, 33) 사이의 열적 간섭을 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 형광체(36)가 단파장 발광 다이오드 칩(31) 상에 한정된 것에 차이가 있다.
즉, 형광체를 함유하는 몰딩부(44)가 단파장 발광 다이오드 칩(31)을 덮으며, 적색 발광 다이오드 칩은 몰딩부(44) 외부에 위치한다. 한편, 몰딩부(45)는 형광체를 함유하지 않고 상기 발광 다이오드 칩들(31, 33)을 덮는다.
본 실시예에 따르면, 형광체(36)를 단파장 발광 다이오드 칩(31) 영역 주위에 한정함으로써 적색 발광 다이오드 칩(33)에서 방출된 광이 형광체(36)에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있으며, 형광체의 사용량을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 도 1의 형광체(36)가 컨포멀 코팅층(54)으로 제공되는 것에 차이가 있다.
즉, 형광체를 함유하는 컨포멀 코팅층(54)이 단파장 발광 다이오드 칩(31)을 덮으며, 적색 발광 다이오드 칩은 컨포멀 코팅층(54)으로부터 떨어져 위치한다. 한편, 몰딩부(45)는 형광체를 함유하지 않고 상기 발광 다이오드 칩들(31, 33)을 덮는다.
본 실시예에 따르면, 형광체를 단파장 발광 다이오드 칩(31) 영역 주위에 한정함으로써 적색 발광 다이오드 칩(33)에서 방출된 광이 형광체에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있으며, 형광체의 사용량을 줄일 수 있다. 나아가, 형광체를 컨포멀 코팅층(54)으로 제공함으로써, 균일한 파장변환을 달성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 제2 랜딩 패드(27a)가 제1 랜딩 패드(25a)보다 넓은 것에 차이가 있다.
즉, 베이스 기판(21) 상에 위치하는 제2 랜딩 패드(27a)가 제1 랜딩 패드(25a)에 비해 더 넓은 면적을 차지한다. 따라서, 제2 방열 멤버가 적색 발광 다이오드 칩(33)에서 생성된 열을 상대적으로 더 신속하게 방출할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 형광체(36)가 몰딩부(35) 내에 함유된 것으로 도시하였으나, 형광체(36)는 도 2의 실시예와 같이 몰딩부(44) 내에 함유될 수도 있으며, 도 3의 실시예와 같이 컨포멀 코팅층(54)으로 제공될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 제2 비아(27b)에 추가하여 또 다른 제2 비아(27d)가 제공된 것에 차이가 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 제1 비아(25b)의 개수에 비해 제2 비아(27b, 27d)의 개수를 더 많이 배치함으로써 적색 발광 다이오드 칩(33)으로부터 더욱 신속하게 열을 방출할 수 있는 수단을 제공한다. 한편, 제2 비아의 개수를 늘리는 대신 제2 비아의 크기, 즉 부피를 증가시킬 수도 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 형광체(36)가 몰딩부(35) 내에 함유된 것으로 도시하였으나, 형광체(36)는 도 2의 실시예와 같이 몰딩부(44) 내에 함유될 수도 있으며, 도 3의 실시예와 같이 컨포멀 코팅층(54)으로 제공될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 5를 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 제2 외부 패드(27c)에 추가하여 더미 패드(27d)가 제공되고, 제2 비아(27d)가 상기 더미 패드(27d)에 연결된 것에 차이가 있다.
상기 더미 패드(27d)는 추가의 열 전달 경로를 제공하여 적색 발광 다이오드 칩(33)으로부터 열을 방출하는 것을 돕는다.
한편, 상기 제2 랜딩 패드(27a) 이외에 본딩 패드(도시하지 않음)를 추가로 배치하고, 제2 외부 패드(27c)를 제2 비아(27b)를 통해 본딩 패드에 연결할 수도 있다. 이 경우, 본딩 패드에 본딩 와이어를 연결할 수 있어 발광 다이오드 칩들(31, 33)의 전기적 연결을 용이하게 할 수 있다. 이에 대해서는 도 9를 참조하여 다시 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 제2 외부 패드(27c)의 표면에 요철을 형성한 것에 차이가 있다.
즉, 제2 외부 패드(27c)의 표면에 요철을 형성함으로써 동일 너비의 제2 외부 패드(27c)를 형성하면서도 그 표면적을 증가시킬 수 있다. 표면적이 증가됨에 따라, 제2 외부 패드(27c)를 통한 열 방출 성능을 개선할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 형광체(36)가 몰딩부(35) 내에 함유된 것으로 도시하였으나, 형광체(36)는 도 2의 실시예와 같이 몰딩부(44) 내에 함유될 수도 있으며, 도 3의 실시예와 같이 컨포멀 코팅층(54)으로 제공될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 발광 다이오드 어셈블리는, 베이스 기판(51), 제1 랜딩 패드(55a), 제2 랜딩 패드(57a), 제1 비아(55b), 제2 비아(57b), 제1 외부 패드(55c), 제2 외부 패드(57c), 단파장 발광 다이오드 칩(61), 적색 발광 다이오드 칩(63)을 포함한다. 나아가, 상기 발광 다이오드 어셈블리는, 도시하지는 않았지만, 상기 단파장 발광 다이오드 칩(61)에서 방출되는 광을 파장변환시키는 파장변환기, 예컨대 형광체를 함유하는 몰딩부(도 1 또는 도 2 참조) 또는 컨포멀 코팅층(도 3 참조)을 더 포함할 수 있으며, 상기 베이스 기판(51) 상에 위치하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(51)은 도 1을 참조하여 설명한 베이스 기판(21)과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
제1 랜딩 패드(55a)는 단파장 발광 다이오드 칩(61)이 실장되는 패드이고, 제2 랜딩 패드(57a)는 적색 발광 다이오드 칩(63)이 실장되는 패드로서, 각각 베이스 기판(51) 상에 위치한다. 제1 및 제2 랜딩 패드(55a, 57a)는 도전 물질로 형성되며, 따라서 열전도율이 베이스 기판(51)에 비해 상대적으로 높다.
상기 제2 랜딩 패드(57a)는 제1 랜딩 패드(55a)보다 더 넓은 면적을 가질 수 있으며, 도시한 바와 같이, 제1 랜딩 패드(55a)의 3면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 한편, 상기 제1 랜딩 패드(55a)는 베이스 기판(51)의 일측 가장자리로부터 중앙 영역에 걸쳐 배치된다. 제2 랜딩 패드(57a)가 베이스 기판(51)의 가장 자리를 따라 배치됨으로써 적색 발광 다이오드 칩(63)에서 생성된 열을 더 잘 방출할 수 있다. 나아가, 제2 랜딩 패드(57a)를 제1 랜딩 패드(55a)보다 상대적으로 넓게 배치함으로써 제2 비아들(57b)을 제1 비아(55b)에 비해 더 많이 형성할 수 있다.
한편, 상기 베이스 기판(51) 하부에 제1 외부 패드(55c) 및 제2 외부 패드(57c)가 위치한다. 상기 제1 및 제2 외부 패드(55c, 57c)는 발광 다이오드 칩들(31, 33)에 전력을 공급하기 위한 접속 단자로서 기능할 수 있다. 한편, 상기 제2 외부 패드(57c)는 상기 제1 외부 패드(55c)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 가질 수 있다.
상기 제1 랜딩 패드(55a)와 제1 외부 패드(55c)는 제1 비아(55b)를 통해 서로 연결되며, 제2 랜딩 패드(57a)와 제2 외부 패드(57c)는 제2 비아(57b)를 통해 서로 연결된다. 상기 제1 비아(55b)는 제1 랜딩 패드(55a)로부터 제1 외부 패드(55c)로 열을 전달하며, 제2 비아들(57b)는 제2 랜딩 패드(57a)로부터 제2 외부 패드(57c)로 열을 전달한다.
상기 단파장 발광 다이오드 칩(61) 및 적색 발광 다이오드 칩(63)은 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드 칩들(31, 33)과 각각 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에 있어서, 단파장 발광 다이오드 칩(61)이 수평형 구조, 즉 두개의 전극 패드들(도시하지 않음)이 칩의 상면에 위치하는 구조이고, 적색 발광 다이오드 칩(63)이 수직형 구조, 즉 n-전극 패드와 p-전극 패드가 각각 칩의 상면 및 하면에 위치하는 구조인 경우에 대해 도시하고 있다.
예컨대, 상기 적색 발광 다이오드 칩(63)의 n-전극 패드가 칩의 상면에 위치하는 경우, 상기 제2 외부 패드(57c)가 양의 단자로서 기능하고, 상기 제1 외부 패드(55c)가 음의 단자로서 기능한다. 상기 적색 발광 다이오드 칩(63)의 n-전극 패드는 본딩 와이어(W)를 통해 단파장 발광 다이오드 칩(61)의 p-전극 패드에 연결되고, 단파장 발광 다이오드 칩(61)의 n-전극 패드는 다른 본딩 와이어(W)를 통해 상기 제1 랜딩 패드(55a)에 연결된다. 이에 따라, 상기 제1 외부 패드(55c)와 제2 외부 패드(57c) 사이에서 단파장 발광 다이오드 칩(61) 및 적색 발광 다이오드 칩(63)이 직렬 연결된다.
본 실시예에 있어서, 제1 랜딩 패드(55a)에 비해 제2 랜딩 패드(57a)를 상대적으로 넓게 형성함으로써 제2 비아들(57b)을 더 많이 형성할 수 있으며, 따라서 적색 발광 다이오드 칩(63)에서 생성된 열을 더 신속하게 방출할 수 있다. 더욱이, 제2 외부 패드(57c)를 제1 외부 패드(55c)보다 더 넓게 형성함으로써 열 방출 성능을 더욱 개선할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 단파장 발광 다이오드 칩(61) 및 적색 발광 다이오드 칩(63)을 직렬 연결한 것에 대해 설명하였지만, 이들은 병렬 연결될 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 단파장 발광 다이오드 칩(61)에서 생성된 열은 주로 제1 랜딩패드(55a), 제1 비아(55b) 및 제1 외부 패드(55c)를 경유하여 외부로 방출되며, 적색 발광 다이오드 칩(63)에서 생성된 열은 주로 제2 랜딩패드(57a), 제2 비아(57b) 및 제2 외부 패드(57c)를 경유하여 외부로 방출된다. 상기 1 랜딩패드(55a), 제1 비아(55b) 및 제1 외부 패드(55c)가 제1 열 전달 경로로서 제1 방열 멤버를 구성하며, 상기 제2 랜딩패드(57a), 제2 비아(57b) 및 제2 외부 패드(57c)가 제2 열 전달 경로로서 제2 방열 멤버를 구성한다. 상기 제2 방열 멤버가 제1 방열 멤버에 비해 더 나은 열 방출 성능을 갖기 때문에, 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 더 신속하게 방출할 수 있어, 동작 시간에 따른 적색 발광 다이오드 칩의 열화를 방지할 수 있다. 특히, 상기 제2 비아(57b)를 상기 제1 비아(55b)에 비해 더 많을 수로 형성함으로써 열 전달 경로 수를 증가시켜 열 전달 성능을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 랜딩 패드(55a)와 제2 랜딩 패드(57a), 제1 비아(55b)와 제2 비아(57b), 제1 외부 패드(55c)와 제2 외부 패드(57c)는 서로 동일한 재료로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도율이 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 상기 제1 방열 멤버와 제2 방열 멤버는 서로 이격될 수 있으며, 따라서 발광 다이오드 칩들(31, 33) 사이의 열적 간섭을 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는 도 8을 참조하여 설명한 발광 다이오드 어셈블리와 대체로 유사하나, 단파장 발광 다이오드 칩(61)이 수직형 구조인 것에 차이가 있다. 여기서, 상기 단파장 발광 다이오드 칩(61)은 n-전극 패드가 칩의 상면에 위치한다.
상기 제1 랜딩 패드(55a), 제2 랜딩 패드(57a)에 더하여 상기 베이스 기판(51) 상에 본딩 패드(59a)가 위치한다. 한편, 상기 베이스 기판(51) 하부에 제3 외부 패드(59c)가 더 위치하며, 상기 본딩 패드(59a)와 제3 외부 패드(59c)는 제3 비아(59b)를 통해 연결된다.
한편, 상기 단파장 발광 다이오드 칩(61)의 상면에 위치하는 n-전극 패드는 본딩 와이어(W)를 통해 제2 랜딩 패드(57a)에 연결되고, 상기 적색 발광 다이오드 칩(63)의 상면에 위치하는 n-전극 패드는 다른 본딩 와이어(W)를 통해 상기 본딩 패드(59a)에 연결된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 외부 패드(55c)가 양의 단자가 되고, 상기 제3 외부 패드(59c)가 음의 단자가 되며, 상기 제1 외부 패드(55c)와 제3 외부 패드(59c) 사이에서 단파장 발광 다이오드 칩(61) 및 적색 발광 다이오드 칩(63)이 서로 직렬 연결된다.
본 실시예에 따르면, 베이스 기판(51) 상에 본딩 패드(59a)를 추가로 배치함으로써 다양한 구조의 발광 다이오드 칩들(61, 63)을 선택할 수 있는 자유도를 증가시킬 수 있는 발광 다이오드 어셈블리를 제공할 수 있다. 예컨대, 도 8의 실시예에서 설명한 바와 같이, 수평형 단파장 발광 다이오드 칩과 수직형 적색 발광 다이오드 칩을 각각 제1 랜딩 패드(55a)와 제2 랜딩 패드(57a) 상에 실장할 수 있으며, 이 경우, 본딩 패드(59c)는 사용되지 않고 남겨질 수 있다.
도 10 및 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 10 및 11을 참조하면, 상기 발광 다이오드 어셈블리는, 본체(71), 제1 내부 리드(75a), 제1 외부 리드(75b), 제2 내부 리드(77a), 제2 외부 리드(77b), 단파장 발광 다이오드 칩(81), 적색 발광 다이오드 칩(83), 몰딩부(85) 및 형광체(36)을 포함한다.
상기 본체(71)는 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 예컨대 리드 프레임을 인서트 몰딩하여 형성될 수 있다. 본체(71)는 내부 리드들(75a, 77a)를 노출시키는 캐비티를 가지며, 캐비티의 측벽은 경사지게 형성되어 반사면(71a)을 형성할 수 있다.
상기 본체(71)의 캐비티 바닥에 제1 내부 리드(75a) 및 제2 내부 리드(77a)가 위치하며, 제1 외부 리드(75b)는 제1 내부 리드(75a)로부터 연장하여 본체(71)의 외부에 노출되고, 제2 외부 리드(77b)는 제2 내부 리드(77a)로부터 연장하여 본체(71)의 외부에 노출된다. 상기 제1 및 제2 외부 리드들(75b, 77b)는 본체의 외부에서 절곡될 수 있다.
한편, 상기 제2 내부 리드(77a)는 제1 내부 리드(75a)에 비해 더 넓은 면적을 점유할 수 있으며, 및/또는 상기 제2 외부 리드(77b)는 상기 제1 외부 리드(75b)에 비해 더 넓은 면적을 점유할 수 있다. 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 내부 리드(77a)는 제1 내부 리드(75a)의 3면을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 제2 외부 리드(77b)가 제1 외부 리드(75a)보다 더 넓게 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 내부 리드(75a)에 단파장 발광 다이오드 칩(81)이 실장되어 열적으로 결합되고, 상기 제2 내부 리드(77a) 상에 적색 발광 다이오드 칩(83)이 실장되어 열적으로 결합된다. 상기 단파장 발광 다이오드 칩(81) 및 적색 발광 다이오드 칩(83)은 본딩 와이어들(도시하지 않음)을 통해 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 내부 리드(75a) 및 제1 외부 리드(75b)가 제1 방열 멤버를 구성하고, 제2 내부 리드(77a) 및 제2 외부 리드(77b)가 제2 방열 멤버를 구성한다. 즉, 단파장 발광 다이오드 칩(81)에서 생성된 열은 주로 제1 내부 리드(75a) 및 제1 외부 리드(75b)를 통해 외부로 방출되며, 적색 발광 다이오드 칩(83)에서 생성된 열은 주로 제2 내부 리드(77a) 및 제2 외부 리드(77b)를 통해 외부로 방출된다. 여기서, 상기 제2 내부 리드(77a) 및/또는 제2 외부 리드(77b)가 대응하는 상기 제1 내부 리드(75a)나 제1 외부 리드(75b)에 비해 상대적으로 넓게 형성되므로, 적색 발광 다이오드 칩(83)에서 생성된 열을 더 잘 방출할 수 있다.
한편 몰딩부(85)가 상기 단파장 발광 다이오드 칩(81) 및 적색 발광 다이오드 칩(83)을 덮을 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(35) 내에 형광체(36)가 함유될 수 있다. 몰딩부(85)는 도 1을 참조하여 설명한 몰딩부(35)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 몰딩부(85) 내에 형광체(36)가 함유된 것으로 설명하였지만, 형광체(36)는 도 2의 실시예와 같이 몰딩부(44) 내에 함유될 수도 있으며, 도 3의 실시예와 같이 컨포멀 코팅층(54)으로 제공될 수도 있다.
도 12 및 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 평면도이고, 도 14는 도 12 및 13의 다양한 변형예를 설명하기 위한 방열 슬러그의 평면도이다.
도 12 및 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는, 본체(91), 제1 내부 리드(92a, 94a), 제1 외부 리드(92b, 94b), 제2 내부 리드(96a, 98a), 제2 외부 리드(96b, 98b), 제1 방열 슬러그(95), 제2 방열 슬러그(97), 단파장 발광 다이오드 칩(101), 및 적색 발광 다이오드 칩(103)을 포함하며, 도시하지는 않았지만, 몰딩부 및 형광체를 포함할 수 있다.
상기 본체(91)는 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 예컨대 리드 프레임과 방열 슬러그들(95), 97)을 인서트 몰딩하여 형성될 수 있다. 본체(91)는 내부 리드들(92a, 94a, 96a, 98a) 및 방열 슬러그들(95, 97)를 노출시키는 캐비티를 가질 수 있다.
상기 본체(91)의 캐비티 바닥에 제1 방열 슬러그(95) 및 제2 방열 슬러그(97)가 위치하며, 상기 방열 슬러그들(95, 97) 주위에 제1 내부 리드(92a, 94a) 및 제2 내부 리드들(96a, 98a)가 위치한다. 한편, 상기 제1 내부 리드들(92a, 94a)로부터 각각 제1 외부 리드들(92b, 94b)이 연장하여 본체(91)의 외부에 노출되고, 제2 내부 리드들(96a, 98a)로부터 각각 제2 외부 리드들(96b, 98b)이 연장하여 본체(91)의 외부에 노출된다. 상기 제1 및 제2 외부 리드들(92b, 94b, 96b, 98b)는 본체의 외부에서 절곡될 수 있다.
한편, 제2 방열 슬러그(97)는 상기 제1 방열 슬러그(95)에 비해 더 큰 부피를 갖는다. 예컨대, 상기 제1 방열 슬러그(95)와 제2 방열 슬러그(97)는 원 기둥을 분할하여 이격시킨 형상을 가질 수 있으며, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 방열 슬러그(97)의 상면이 제1 방열 슬러그(95)의 상면에 비해 더 넓을 수 있다.
상기 제1 방열 슬러그(95a) 상에 단파장 발광 다이오드 칩(101)이 실장되어 열적으로 결합되고, 상기 제2 방열 슬러그(97) 상에 적색 발광 다이오드 칩(103)이 실장되어 열적으로 결합된다. 상기 단파장 발광 다이오드 칩(101) 및 적색 발광 다이오드 칩(103)은 본딩 와이어들(W)을 통해 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다. 예컨대, 단파장 발광 다이오드 칩(101) 및 적색 발광 다이오드 칩(103)이 수평형 구조인 경우, 단파장 발광 다이오드 칩(101)의 p 전극 패드 및 n 전극 패드가 각각 제1 내부 리드(92a) 및 제2 내부 리드(98a)에 연결될 수 있으며, 적색 발광 다이오드 칩(101)의 p 전극 패드 및 n 전극 패드가 각각 제1 내부 리드(94a) 및 제2 내부 리드(96a)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 단파장 발광 다이오드 칩(101)과 적색 발광 다이오드 칩(103)이 서로 병렬 연결될 수 있으며, 또한 개별적으로 구동될 수도 있다. 또한, 단파장 발광 다이오드 칩(101)과 적색 발광 다이오드 칩(103)을 본디 와이어로 연결하여 직렬 연결할 수도 있다. 단파장 발광 다이오드 칩(101) 및 적색 발광 다이오드 칩(103)의 구조 및 내부 리드와 외부 리드의 구조에 따라 다양한 연결이 가능하다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 방열 슬러그(95)가 제1 방열 멤버를 구성하고, 제2 방열 슬러그(97)가 제2 방열 멤버를 구성한다. 즉, 단파장 발광 다이오드 칩(101)에서 생성된 열은 주로 제1 방열 슬러그(95)를 통해 외부로 방출되며, 적색 발광 다이오드 칩(103)에서 생성된 열은 주로 제2 방열 슬러그(97)를 통해 외부로 방출된다. 여기서, 상기 제2 방열 슬러그(97)가 상기 제1 방열 슬러그(95)에 비해 더 큰 부피를 갖기 때문에, 적색 발광 다이오드 칩(103)에서 생성된 열을 더 잘 방출할 수 있다.
한편 몰딩부(도시하지 않음)가 상기 단파장 발광 다이오드 칩(101) 및 적색 발광 다이오드 칩(103)을 덮을 수 있다. 또한, 상기 몰딩부 내에 형광체가 함유될 수 있다. 몰딩부는 도 1을 참조하여 설명한 몰딩부(35)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 몰딩부 내에 형광체가 함유된 것으로 설명하였지만, 형광체는 도 2의 실시예와 같이 몰딩부(44) 내에 함유될 수도 있으며, 도 3의 실시예와 같이 컨포멀 코팅층(54)으로 제공될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제1 내부 리드 및 제2 내부 리드가 각각 두개씩 있는 것을 도시 및 설명하였지만, 이들의 개수는 특별히 한정되지 않으며, 각각 하나이거나 또는 세개 이상일 수도 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 제1 방열 슬러그(95)와 제2 방열 슬러그(97)가 각각 하나인 것을 설명하였지만, 사용되는 발광 다이오드 칩의 개수에 따라 방열 슬러그의 개수는 달라질 수 있다. 예컨대, 1개의 단파장 발광 다이오드 칩(101)과 2개의 적색 발광 다이오드 칩(103a, 103b)을 사용하는 경우, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 제1 방열 슬러그(95)와 두개의 제2 방열 슬러그(97a, 97b)로 나누어질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 방열 슬러그들(97a, 97b)는 각각 상기 제1 방열 슬러그(95)보다 더 큰 부피를 갖는다. 또한, 1개의 단파장 발광 다이오드 칩(101)과 3개의 적색 발광 다이오드 칩(103a, 103b, 103c)을 사용하는 경우, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 하나의 제1 방열 슬러그(95)와 세개의 제2 방열 슬러그(97a, 97b, 97c)로 나누어질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 방열 슬러그들(97a, 97b, 97c)은 각각 상기 제1 방열 슬러그(95)보다 더 큰 부피를 갖는다.
본 실시예에 있어서, 복수의 적색 발광 다이오드 칩들이 각각 서로 분리된 제2 방열 슬러그들 상에 위치하는 것으로 설명하였지만, 상기 적색 발광 다이오드 칩들은 단일의 제2 방열 슬러그 상에 위치할 수도 있다. 이 경우, 상기 단일의 제2 방열 슬러그는 그 위에 열적으로 결합된 적색 발광 다이오드 칩들의 개수(n개)를 고려하여 그 크기가 제1 방열 슬러그보다 더 크다. 예컨대, 도 14의 (a)의 경우, 제2 방열 슬러그들(97a, 97b)이 서로 분리되지 않고 단일의 제2 방열 슬러그로 제공될 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 16은 도 15의 절취선 A-A를 따라 취해진 개략적인 단면도이다. 여기서는, 칩-온-보드(COB) 타입의 발광 다이오드 어셈블리가 설명된다.
도 15 및 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리는, 금속 베이스 기판(201), 절연층(203), 제1 랜딩 패드(205), 제2 랜딩 패드(207: 207a, 207b, 207c, 207d), 솔더 레지스트(209), 댐부(211), 단파장 발광 다이오드 칩(221: 221a, 221b, 221c, 221d), 적색 발광 다이오드 칩(223: 223a, 223b, 223c, 223d) 및 본딩 패드(213a, 213b)를 포함한다.
금속 베이스 기판(201)은 예컨대 알루미늄 기판일 수 있다. 절연층(203)은 예컨대 프리-프레그(pre-preg)로 형성될 수 있으며, 금속층(204)과 금속 기판(201)을 절연시킨다.
상기 랜딩 패드들(205, 207)은 각각 금속층(204) 반사층(206)을 포함할 수 있다. 금속층(204)은 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 반사층(206)은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 상기 랜딩 패드들(205, 207)은 금속층(204) 또는 금속층(204)과 반사층(206)을 패터닝하여 절연층(203) 상에 형성될 수 있다.
상기 솔더 레지스트(209)는 금속층(204)과 반사층(206)을 덮어 솔더링 공정에서 땜납에 의해 전기적 단선이 발생되는 것을 방지한다. 상기 솔더 레지스트(209)는 피복 전선을 연결하기 위한 본딩 패드들(213a, 213b)을 노출시키며, 발광 다이오드 칩들(221, 223)을 실장하기 위한 랜딩 패드 영역들을 노출시킨다. 또한, 상기 솔더 레지스트(209)는 본딩 와이어를 연결하기 위한 랜딩 패드 영역들(215)을 노출시킬 수 있다.
단파장 발광 다이오드 칩들(221a, 221b, 221c, 221d)은 제1 랜딩 패드(205) 상에 배치되어 제1 랜딩 패드(205)에 열적으로 결합된다. 본 실시예에 있어서, 하나의 제1 랜딩 패드(205) 상에 복수의 단파장 발광 다이오드 칩들(221)이 실장된 것으로 도시하였으나, 제1 랜딩 패드(205)가 복수의 영역으로 분할되고, 각각의 영역에 단파장 발광 다이오드 칩이 실장될 수도 있다. 예컨대, 단파장 발광 다이오드 칩들(221a, 221b, 221c, 221d)) 각각 서로 분리된 제1 랜딩 패드(205)의 영역들 상에 실장될 수 있다.
한편, 적색 발광 다이오드 칩들(223a, 223b, 223c, 223d)이 각각 제2 랜딩 패드들(207a, 207b, 207c, 207d) 상에 실장되어 열적으로 결합된다. 상기 제2 랜딩 패드들(207)은 제1 랜딩 패드(205)에 비행 상대적으로 큰 면적을 갖도록 형성된다. 예컨대, 제1 랜딩 패드(205) 상에 4개의 단파장 발광 다이오드 칩(221)이 실장된 경우, 제2 랜딩 패드들(207a, 207b, 207c, 207d) 각각은 적어도 제1 랜딩 패드(205)를 4등분한 것보다 그 면적이 크다. 또한, 상기 제2 랜딩 패드들(207)은 제1 랜딩 패드(205) 주위에 배치된다. 따라서, 제1 랜딩 패드(205)에 비해 제2 랜딩 패드들을 통한 열 방출 성능을 개선할 수 있다.
상기 단파장 발광 다이오드 칩(221)은 AlInGaN 계열의 발광 다이오드 칩, 예컨대 청색 또는 자외선 발광 다이오드 칩일 수 있으며, 적색 발광 다이오드 칩(223)은 AlInGaP 계열의 발광 다이오드 칩일 수 있다.
도 15에서, 단파장 발광 다이오드 칩들(221) 및 적색 발광 다이오드 칩들(223)이 본딩 와이어들(W)을 통해 서로 직렬 연결된 것을 도시하고 있다. 여기서는 이들 발광 다이오드 칩들(221, 223)이 모두 수평형 구조인 것을 예시한다. 그러나, 본 발명은 발광 다이오드 칩들(221, 223)의 특정 구조에 한정되는 것은 아니며, 모두 수직형 구조인 경우, 수직형 구조와 수평형 구조가 조합된 경우 등을 포함한다. 다양한 구조의 발광 다이오드 칩들을 서로 연결하기 위해 랜딩 패드들(205, 207) 이외에 추가의 본딩 패드(도시하지 않음)가 배치될 수도 있다.
한편, 댐부(211)는 상기 발광 다이오드 칩(221, 223)을 둘러싼다. 댐부(211)는 몰딩부(217)를 발광 다이오드 칩 실장 영역에 한정하기 위해 형성되며, 예컨대 실리콘 수지로 원형링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 댐부(211)의 위치를 제어하기 위해 댐부 정렬 마킹(도시하지 않음)이 솔더 레지스트(209) 상에 형성될 수 있다.
몰딩부(217)는 상기 댐부(211) 내에서 발광 다이오드 칩(221, 223)을 덮는다. 몰딩부(217)는 실리콘 수지로 형성될 수 있으며, 형광체를 함유할 수 있다. 발광 다이오드 칩(221, 223)과 형광체의 조합에 의해 백색광이 구현될 수 있다.
한편, 형광체는 도 2에서 설명한 바와 같이 단파장 발광 다이오드 칩(221) 상에 한정되어 위치할 수 있으며, 또는 도 3에서 설명한 바와 같이 컨포멀 코팅층으로 제공될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어셈블리를 설명하기 위한 단면도이고, 도 18은 도 17의 방열 슬러그를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 여기서는 발광 다이오드 전구 타입의 발광 다이오드 어셈블리가 설명된다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 발광 다이오드 어셈블리는, 제1 방열 슬러그(305), 제2 방열 슬러그(307), 케이싱(320), 소켓 베이스(325) 및 캡(330)을 포함한다. 상기 케이싱(320)은 상측 개방부를 갖는 상부 개방형의 케이싱으로서, 상기 상측 개방부를 통해 제1 및 제2 방열 슬러그들(305, 307)이 수용될 수 있다.
한편, 제1 방열 슬러그(305)는 기다란 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 제1 방열 슬러그(305) 상에 단파장 발광 다이오드 칩(311)이 배치된다. 제2 방열 슬러그(307)은 상기 제1 방열 슬러그(305)를 둘러싸며, 제1 방열 슬러그(305)가 내부에 삽입될 수 있는 관통홀을 갖는다. 상기 제2 방열 슬러그(307) 상에 적색 발광 다이오드 칩들(313)이 배치될 수 있다. 적색 발광 다이오드 칩들(313)은 단파장 발광 다이오드 칩(311)을 둘러싸도록 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 단파장 발광 다이오드 칩(311) 및 적색 발광 다이오드 칩들(313)은 인쇄 배선 보드(310) 상에 실장되어 방열 슬러그들(305, 307) 상에 배치될 수도 있으며, 패키지 형태로 배치될 수도 있다.
상기 제1 방열 슬러그(305)는 단파장 발광 다이오드 칩(311)에서 생성된 열을 주로 방출하며, 제2 방열 슬러그(307)는 적색 발광 다이오드 칩들(313)에서 생성된 열을 주로 방출한다. 상기 제2 방열 슬러그(307)는 제1 방열 슬러그(305)에 비해 열 방출 성능이 더 나은 구조적 특징 또는 배열 특징을 갖는다. 예컨대, 상기 제2 방열 슬러그(307)는 그 상면 면적이 상기 제1 방열 슬러그(305)에 비해 상대적으로 넓고 또한 전체 표면적이 제1 방열 슬러그(305)에 비해 더 넓다. 예를 들어, 도 18에 도시한 바와 같이 1개의 단파장 발광 다이오드 칩(311)이 제1 방열 슬러그(305) 상에 위치하고, 6개의 적색 발광 다이오드 칩들(313)이 제2 방열 슬러그(307) 상에 위치하는 경우, 상기 제2 방열 슬러그(307)의 상면 면적은 상기 제1 방열 슬러그(305)의 상면 면적의 6배를 초과한다. 더욱이, 상기 제2 방열 슬러그(307)는 요철 패턴(324, 326)을 가질 수 있으며, 이러한 요철 패턴은 나선으로 사용될 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 몰딩부가 상기 발광 다이오드 칩들(311, 313)을 덮을 수 있으며, 상기 몰딩부 내에 형광체(36)가 함유될 수 있다. 이와 달리, 컨포멀 코팅층이 단파장 발광 다이오드 칩(311) 상에 제공될 수 있다. 또는, 형광체 코팅층이 캡(330)의 표면 상에 제공될 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 제2 방열 슬러그(307)를 제1 방열 슬러그(305)에 비해 상대적으로 크게 함으로써, 적색 발광 다이오드 칩들(313)에서 생성된 열을 제2 방열 슬러그(307)를 통해 신속하게 방출할 수 있다. 나아가, 제2 방열 슬러그(307)가 제1 방열 슬러그(305)의 주위를 둘러싸기 때문에, 제2 방열 슬러그(307)를 통한 열 방출 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 적색 발광 다이오드 칩;
    상기 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 단파장 발광 다이오드 칩;
    상기 단파장 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 주로 방출하는 제1 방열 멤버;
    상기 적색 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 주로 방출하는 제2 방열 멤버를 포함하고,
    상기 제2 방열 멤버의 열 방출 성능이 상기 제1 방열 멤버에 비해 상대적으로 더 나은 발광 다이오드 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    베이스 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 방열 멤버는 상기 베이스 기판 상에 위치하는 제1 랜딩 패드를 포함하고,
    상기 제2 방열 멤버는 상기 베이스 기판 상에 위치하는 제2 랜딩 패드를 포함하며,
    상기 단파장 발광 다이오드 칩은 상기 제1 랜딩 패드에 열적으로 결합되고,
    상기 적색 발광 다이오드 칩은 상기 제2 랜딩 패드에 열적으로 결합된 발광 다이오드 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 랜딩 패드가 상기 제1 랜딩 패드보다 더 넓은 발광 다이오드 어셈블리.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 방열 멤버는 상기 베이스 기판 하부에 위치하는 제1 외부 패드 및 상기 제1 랜딩 패드와 상기 제1 외부 패드를 연결하는 제1 비아를 포함하고,
    상기 제2 방열 멤버는 상기 베이스 기판 하부에 위치하는 제2 외부 패드 및 상기 제2 랜딩 패드와 상기 제2 외부 패드를 연결하는 제2 비아를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 외부 패드가 상기 제1 외부 패드보다 더 넓은 발광 다이오드 어셈블리.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 비아의 부피가 상기 제1 비아의 부피보다 더 큰 발광 다이오드 어셈블리.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 비아의 개수가 상기 제1 비아의 개수보다 더 많은 발광 다이오드 어셈블리.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 외부 패드의 표면적이 상기 제1 외부 패드의 표면적보다 더 넓은 발광 다이오드 어셈블리.
  9. 청구항 1에 있어서,
    본체를 더 포함하고,
    상기 제1 방열 멤버는 상기 본체 내부에 위치하는 제1 내부 리드와, 상기 제1 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제1 외부 리드를 포함하고,
    상기 제2 방열 멤버는 상기 본체 내부에 위치하는 제2 내부 리드와, 상기 제2 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제2 외부 리드를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단파장 발광 다이오드 칩은 상기 제1 내부 리드에 열적으로 결합되고,
    상기 적색 발광 다이오드 칩은 상기 제2 내부 리드에 열적으로 결합되며,
    상기 제2 방열 멤버가 상기 제1 방열 멤버보다 더 넓은 면적을 점유하는 발광 다이오드 어셈블리.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 방열 멤버는 제1 방열 슬러그를 포함하고,
    상기 제2 방열 멤버는 제2 방열 슬러그를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 방열 슬러그는 상기 제1 방열 슬러그보다 더 큰 부피를 갖는 발광 다이오드 어셈블리.
  13. 청구항 11에 있어서,
    본체;
    상기 본체 내부에 위치하는 제1 내부 리드;
    상기 제1 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제1 외부 리드;
    상기 본체 내부에 위치하는 제2 내부 리드; 및
    상기 제2 내부 리드로부터 연장되어 상기 본체 외부에 노출된 제2 외부 리드를 더 포함하는 발광 다이오드 어셈블리.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 방열 슬러그는 상기 제1 방열 슬러그를 둘러싸는 발광 다이오드 어셈블리.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 방열 멤버와 상기 제2 방열 멤버는 서로 이격된 발광 다이오드 어셈블리.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 단파장 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환시키는 파장변환기를 더 포함하고,
    백색광을 구현하는 발광 다이오드 어셈블리.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 단파장 발광 다이오드 칩은 청색 또는 자외선을 방출하는 발광 다이오드 칩인 발광 다이오드 어셈블리.
  18. 적색 발광 다이오드 칩;
    상기 적색 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 단파장 발광 다이오드 칩;
    상기 단파장 발광 다이오드 칩에 열적으로 결합된 제1 열 전달 경로;
    상기 적색 발광 다이오드 칩에 열적으로 결합된 제2 열 전달 경로를 포함하고,
    상기 제2 열 전달 경로가 상기 제1 열 전달 경로에 비해 열 전달 성능이 상대적으로 더 나은 발광 다이오드 어셈블리.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 열 전달 경로의 전체 부피가 상기 제1 열 전달 경로의 전체 부피에 비해 더 큰 발광 다이오드 어셈블리.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 열 전달 경로의 경로 수가 상기 제1 열 전달 경로의 경로 수보다 더 많은 발광 다이오드 어셈블리.
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