WO2013015464A1 - 엘이디 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2013015464A1
WO2013015464A1 PCT/KR2011/005459 KR2011005459W WO2013015464A1 WO 2013015464 A1 WO2013015464 A1 WO 2013015464A1 KR 2011005459 W KR2011005459 W KR 2011005459W WO 2013015464 A1 WO2013015464 A1 WO 2013015464A1
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led chip
led package
heat slug
led
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김학환
김형근
오승경
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an LED package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an LED package having a heat dissipation efficiency having a heat slug and a method of manufacturing the same.
  • LEDs are diodes that emit energy generated when the injected electrons and holes recombine as light, and there are red LEDs using GaAsP and the like and green LEDs using GaP and the like.
  • nitride semiconductors using nitrides such as GaN have been spotlighted as core materials of optoelectronic materials and electronic devices due to their excellent physical and chemical properties.
  • Nitride semiconductor LEDs can generate light in the green, blue, and ultraviolet regions, and are being applied to fields such as full color display boards and lighting devices as their brightness is dramatically improved due to technological developments.
  • LEDs are manufactured and applied in various types of packages in which LEDs are mounted, depending on the application.
  • LED packages having heat slugs have been proposed to efficiently dissipate heat generated from LEDs to the outside.
  • FIG. 1 illustrates a conventional LED package having heat slugs disclosed in PCT Publication WO2002 / 084749 (name: CONDUCTOR FRAME AND HOUSING FOR A RADIATION-EMITTING COMPONENT, RADIATION EMITTING COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME).
  • the conventional LED package 10 is electrically connected to a heat slug 4 that emits heat generated by the LED chip 5 to the outside, and is electrically connected to the LED chip 5 through a wire 6.
  • a lead frame 2 having a connecting portion 2a and a body portion 1 into which the lead frame 2 and the heat slug 4 are insert molded are provided.
  • a mounting portion 3 on which the LED chip 5 is mounted is formed on an upper surface of the heat slug 4, and in order to increase the extraction efficiency of light emitted from the LED chip 5 in the center of the body part 1.
  • the reflecting portion 8 is formed.
  • the body portion 1 is formed of a single material, the LED chip 5 mounting portion and the external environmental factors, for example, the LED package 5, of which light reflection must occur sufficiently, According to the installation location or structure, due to the radiant heat of the sunlight, the heat generated by the engine, the heat generated by the LED package to be installed adjacent to the material of the edge portion that should be excellent thermal properties are the same.
  • the body portion 1 should be formed of a material having excellent light reflectance and excellent thermal stability. All of these have a problem in that it is difficult to secure excellent materials and costs for securing such materials are high.
  • a method of coating or attaching a material having a high light reflectance to the reflector 8 region may be used. Has a problem.
  • the heat slug 4 and the lead frame 2 are formed by insert molding the heat slug 4 and the lead frame 2 at the same time, thereby forming the heat slug 4 and the lead frame 2 during the insert molding process. There are difficulties in the process such as fixing at the same time.
  • the present invention has been made to solve at least some of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an LED package having high extraction efficiency of light emitted from an LED chip and excellent thermal stability of an edge portion and a method of manufacturing the same.
  • an object of the present invention is to provide an LED package and a method of manufacturing the same that can easily fix the lead frame and heat slug by forming a plurality of body portion.
  • an aspect of the present invention is to provide an LED package and a method of manufacturing the same, which are easy and stable in electrical connection process between the LED chip and the lead frame by arranging the terminals of the LED chip and the terminal of the lead frame adjacent to each other. It is done.
  • an object of the present invention is to provide an LED package and a method of manufacturing the LED package having an extremely excellent extraction efficiency of light emitted from the LED chip.
  • a lead frame for receiving power; An LED chip electrically connected to the lead frame; A heat slug provided with a mounting portion on which the LED chip is mounted and for dissipating heat generated from the LED chip to the outside; And a body portion surrounding at least a portion of an outer circumferential surface of the heat slug, wherein an outer region of at least a portion of the body portion has a higher heat resistance than an inner region.
  • the lead frame for receiving power; An LED chip electrically connected to the lead frame; A heat slug provided with a mounting portion on which the LED chip is mounted and for dissipating heat generated from the LED chip to the outside; And a body portion surrounding at least a portion of an outer circumferential surface of the heat slug, wherein the center of the upper surface portion of the body portion has a higher reflectance than at least a portion of the remaining portions of the body portion.
  • the body portion includes a first body formed to receive the lead frame and surrounding at least a portion of an outer circumferential surface of the heat slug, and a second body formed to surround at least a portion of an outer surface of the first body. can do.
  • the center of the upper surface portion of the body portion may have a higher reflectance than at least a portion of the remaining portion of the body portion.
  • the second body may be formed of a material having a higher soldering resistance than the first body.
  • the first body and the second body may be formed of a material including a liquid crystal polymer (LCP).
  • the first body may include titanium dioxide (TiO 2 ) or silicate-based powder component.
  • the outer region of at least a portion of the body portion may include a powder component of carbon black.
  • the content of the carbon black included in the outer region of at least some of the body portion may be higher than the inner region of the body portion.
  • the first body may accommodate a portion of the lead frame therein such that the terminals of the lead frame are exposed upward.
  • the first body has an opening configured to receive an upper end of the heat slug at a center thereof, and the second body is formed to surround an outer circumferential surface of the lower end of the first body and the heat slug.
  • the heat slug may be fixed.
  • the mounting portion of the heat slug may be formed at a position protruding upward from the upper surface portion of the first body so that light emitted in the horizontal direction from the LED chip is not blocked.
  • the terminal of the lead frame may be located adjacent to the terminal of the LED chip.
  • the terminal of the LED chip is located at the vertex of the LED chip, the terminal of the lead frame may be located in an angle range within 20 ° from the diagonal line or diagonal of the LED chip.
  • the LED package according to the present invention may further include a lens unit installed on the LED chip and transmitting light emitted from the LED chip.
  • the mounting portion of the heat slug on which the LED chip is mounted may be provided at the highest position in the heat slug.
  • the lead frame may include a joint part supporting a connection part for supplying power to the terminal of the lead frame when the body part is formed.
  • At least some of the side surfaces of the lower end of the heat slug may be configured to be exposed from the body portion.
  • the body portion for forming a part of the lead frame and a portion of the heat slug therein, the body portion to form a body portion so that the outer region of at least some of the body portion has a higher heat resistance than the inner region Forming step; And mounting an LED chip on a mounting portion provided on an upper surface of the heat slug, and electrically connecting the LED chip to a terminal of the lead frame.
  • the forming of the body portion may include forming a first body having an opening in the center by molding a portion of the lead frame accommodated therein but exposing the terminal of the lead frame to the upper side; And molding a second body that fixes the outer circumferential surface of the first body and the heat slug while the heat slug is inserted into the opening of the first body.
  • the first body may be formed of a material having a higher reflectance than the second body.
  • the second body may be formed of a material having higher heat resistance than the first body.
  • the first body and the second body may be formed of a material including a liquid crystal polymer (LCP).
  • the first body may include titanium dioxide (TiO 2 ) or a silicate-based powder component
  • the second body may include a powder component of carbon black.
  • the external region of at least a part of the body portion may have higher heat resistance than the internal region, thereby achieving an effect of excellent thermal stability in the external region of the body portion.
  • the light extraction efficiency can be obtained by making the center of the upper surface portion adjacent to the LED chip of the body portion have a higher reflectance than at least a part of the rest of the body portion.
  • the first body adjacent to the LED chip is formed of a material having a high reflectance, so that the extraction efficiency of light emitted from the LED chip is high.
  • a second body corresponding to the surface of the LED package made of a material having high heat resistance or soldering resistance it can be obtained the effect of excellent thermal stability.
  • the position is set so that the terminal of the lead frame is provided at a position adjacent to the terminal (electrode) of the LED chip, wire connection for connecting the terminal of the LED chip and the terminal of the lead frame
  • the processability of the process can be improved and the connection failure can be minimized.
  • the terminal of the lead frame is located at the shortest distance to the terminal (electrode) of the LED chip, the wire connection distance is minimized, so that the wire connection process is very fair and the connection defect can be minimized.
  • the upper surface portion of the body portion is formed at a lower position than the mounting portion of the heat slug, that is, the LED chip, the light radiated in the horizontal direction from the LED chip is not blocked by the body portion so that a wide angle The light emission can be made, and the light extraction efficiency can be increased.
  • the mounting portion of the heat slug on which the LED chip is mounted is provided at the highest position in the heat slug, the light radiated in the horizontal direction from the LED chip is not blocked by the heat slug and thus a wide angle.
  • the light emission can be made, and the light extraction efficiency can be increased.
  • the heat dissipation efficiency of the heat slug may be increased by exposing not only the lower end of the heat slug but also at least part of the side surfaces of the lower slug from the body part.
  • the lead frame is provided with a joint portion to support the connecting portion for supplying power to the terminal of the lead frame, so that the position of the lead frame terminal and the connecting portion can be stably maintained when the body portion is formed This can minimize the process defects and improve the work efficiency.
  • FIG. 1 is a perspective view of the LED package according to the prior art.
  • Figure 2 is a partial cutaway perspective view of the LED package according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing an example of the initial state of the lead frame shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of the heat slug illustrated in FIG. 2.
  • 5 to 8 are explanatory views sequentially showing a method of manufacturing an LED package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a state in which a first body is formed on a lead frame
  • FIG. 6 is a perspective view of the heat slug mounted in the opening of the first body
  • FIG. 7 is a perspective view of a state in which the second body is molded in the first body
  • FIG. 8 is a plan view of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the LED chip is mounted.
  • the LED package 100 includes a lead frame 110 for receiving power and an LED chip 120 electrically connected to the lead frame 110. And a mounting unit 133 on which the LED chip 120 is mounted and provided with a heat slug 130 for dissipating heat generated from the LED chip 120 to the outside, the heat slug 130 and the lead. It is configured to include a body portion 160 formed to receive the frame 120, it may further include a lens unit 170 is installed on the LED chip 120.
  • the lead frame 110 may include one or more terminals 111 electrically connected to each other through an LED chip 120 and a wire (see 125 of FIG. 9), and the terminals.
  • the connection unit 113 may be connected to a power supply unit (not shown) to supply power to the 111, and the connection unit 112 may be configured to connect the terminal 111 to the connection unit 113.
  • the outer frame 115 may be formed on the edge for ease of work and / or to prevent deformation of the lead frame 110.
  • a joint part 114 connecting the outer frame 115 and the connection part 112 may be provided.
  • the joint part 114 supports the connection part 113 so that the connection part 113 can stably maintain a constant position during molding.
  • the outer frame 115 or the joint 114 is temporarily used in the manufacture of the LED package 110 and may be configured to cut at least a portion when the LED package 110 is completed, as described below.
  • connection part 113 is configured to be connected to the plurality of terminals 111, and thus, between the power supply unit (not shown) and the terminal 111. It can be configured to minimize the number of the connection portion 113.
  • each connecting portion 113 may be connected through two terminals 111 and a connecting portion 112.
  • the two terminals 111 connected to the one connecting portion 113 may be configured to have an angle of about 45 degrees with an oblique line from the connecting portion 113.
  • the lead frame 110 having four terminals 111 is illustrated in FIG. 3, this is only one embodiment, and the terminal 111 of the lead frame 110 is an LED chip 120. Various changes are possible depending on the number of terminals (electrodes) requiring wire connection.
  • the heat slug 130 is thermally conductive to emit heat from the LED chip 120 mounted on the mounting portion 133 provided on the heat slug 130 to the outside. It may be formed of a high material, for example a metal material.
  • the mounting part 133 may be formed on the heat slug 130 so as not to block light emitted from the LED chip 120, so that the luminous efficiency of the LED chip 120 may be maintained.
  • the mounting portion 133 is preferably provided at the highest position in the heat slug 130 so that light emitted from the LED chip 120 in the horizontal direction or adjacent to the horizontal direction is not blocked.
  • the heat of the LED chip 120 is discharged to the outside through the lower surface of the lower end 131 through the upper end 132 of the heat slug 130 through the mounting portion 133 of the heat slug 130.
  • the heat slug 130 is preferably configured such that the lower surface of the lower end portion 131 is exposed to the outside of the body portion 160 so that heat generated from the LED chip 120 is efficiently discharged to the outside.
  • the heat dissipation efficiency of the heat slug 130 may be further improved by allowing the lower portion 131 of the heat slug 130 as well as the side portion 131a to be exposed from the body 160.
  • by making the cross-sectional area of the lower end 131 wider than the upper end 132 of the heat slug 130 heat generated from the LED chip 120 is quickly discharged to the outside through a large area of the lower end 131. desirable.
  • the body part 160 may be divided into an outer region corresponding to an edge and an inner region located therein.
  • the outer region may be composed of the side portion 152 and the upper surface portion 141 of the body portion 160, the inner region corresponds to the inner region surrounded by the outer region.
  • the outer region of at least some of the body portion 160 is configured to have a higher heat resistance than the inner region, it can be configured to maintain thermal stability against external environmental factors.
  • thermal stability may be required according to a place or its own structure where the LED package 100 is installed. For example, when the LED package 100 is used outdoors, such as a street lamp, it may be heated by solar radiation and used as an LED module. It is desirable to have thermal stability from various factors such as heat generation from adjacently disposed LED packages and heat generation of the engine when used as a headlamp of an automobile.
  • at least the side portion 152 corresponding to the outer region of the body portion 160 is preferably formed of a material having a higher heat resistance than the inner region. Meanwhile, in FIG.
  • the lower surface portion of the body portion 160 is also preferably formed of a material having higher heat resistance than the inner region.
  • the central portion adjacent to the mounting portion 131 on which the LED chip 120 is mounted among the upper surface portion 141 of the body portion 160 is configured to have a higher reflectance than at least a portion of the remaining portions of the body portion 160. It may be configured to increase the light extraction efficiency of the LED package 100. That is, the portion formed of a material having a high reflectance may be the entire upper surface portion 141 of the body portion 160, but as shown in FIG. 2, the protrusion portion in which the side portion 152 of the outer region protrudes upwards. In the case of having 152a, a region other than the protrusion 152a may be formed.
  • the body 160 is a first body 140 surrounding at least a portion of the outer peripheral surface of the heat slug 130 and a second molded to surround the outer peripheral surface of the first body 140 Including a body 150 may be divided into a plurality of bodies.
  • the first body 140 is formed in the center of the lead frame receiving portion 142 and the lead frame receiving portion 142 to accommodate a portion of the lead frame 110 inside the heat slug 130 It may have an opening 143 surrounding the outer circumferential surface of the upper end portion 132 of the.
  • the lead frame receiving part 142 is insert molded while the lead frame 110 is accommodated therein, and the terminal 111 of the lead frame 110 is exposed upward through the exposure groove 141a. It becomes a state and the electrical connection with the LED chip 120 is made.
  • the molding material for forming the first body 140 is accommodated in the through hole (112a of FIG. 3) formed in the lead frame 110 inserted into the lead frame receiving portion 142, the lead frame 110 and the first material are formed. 1 connection strength of the body 140 can be improved.
  • the second body 150 may be formed to surround the outer circumferential surfaces of the first body 140 and the heat slug 130 to fix the first body 140 and the heat slug 130. .
  • the second body 150 of the outer peripheral surface of the lower end 131 of the heat slug 130, the upper end 132 is accommodated in the opening 143 of the first body 140 and the first body 140 It may be molded to surround the outer circumferential surface.
  • the second body 150 preferably includes a step 151 extending inwardly from the side portion 152 to prevent the heat slug 130 from falling downward.
  • a portion 131a of the lower end 131 of the heat slug 130 is exposed from the second body 150 to improve heat dissipation performance of the heat slug 130. It is preferable that the second body 150 is formed to be in a state.
  • the first body 140 since the first body 140 is positioned adjacent to the heat slug 130 on which the LED chip 120 is mounted, the first body 140 forms an outline of the body 160 to increase light extraction efficiency of the LED package 100.
  • the second body 150 is formed of a material having a higher reflectance.
  • the first body 140 is preferably formed of a material having a high reflectance with respect to the wavelength of the visible light region (380 ⁇ 780nm) or the visible light and the wavelength of 300 ⁇ 800nm corresponding to the region adjacent thereto.
  • the reflectance may be set to 70% or more, but is not limited thereto and may have a higher reflectance to increase light extraction efficiency.
  • the second body 150 forms a circumference of the body part 160, heating by solar radiation heat and adjacently arranged according to an external environmental factor, for example, a place where an LED package is installed or its own structure, is disposed. It is desirable to have thermal stability from various factors such as heat generation from the LED package and heat generation of the engine.
  • the second body 150 may be formed of a material having higher heat resistance than the first body 140.
  • the second body 150 may be formed of a material having a higher soldering resistance than the first body 140.
  • Soldering resistance refers to the temperature at which blister or deformation starts to occur when the material is inserted into a high temperature lead (Pb). If the soldering resistance is high, it can be sufficiently resistant to external environmental factors. Will be.
  • the first body 140 and the second body 150 may be formed of different materials in accordance with their positional characteristics, so that the characteristics required for the LED package 100 may be expressed to the maximum.
  • the first body 140 and the second body 150 may be formed of a material including a liquid crystal polymer (LCP) having excellent heat resistance and electrical insulation and low moldability and excellent moldability. .
  • LCP liquid crystal polymer
  • the first body 140 and the second body 150 may include different components to secure the reflectance and thermal stability.
  • the first body 140 may include titanium dioxide (TiO 2 ) or a silicate-based powder component, and an LCP that may implement a lighter color than white or the second body 150 may be used.
  • the second body 150 may include a powder component of carbon black, and an LCP that may implement a black color or a darker color than the first body 140 may be used.
  • the body portion 160 when the body portion 160 is divided into an outer region and an inner region, at least a portion of the outer region of the body portion 160 may be composed of an LCP including a powder component of carbon black.
  • at least the side portion 152 of the outer region may be made of LCP including a powder component of carbon black to implement thermal stability.
  • the content of the carbon black included in at least a part of the outer portion (eg, the side portion 152) of the body portion 160 is configured to be higher than the inner region (eg, the center portion) of the body portion 160. Performance in the outer region of the body portion 160, which requires thermal stability or heat resistance, can be sufficiently realized.
  • the materials of the first body 140 and the second body 150 other engineering plastics such as polyphenylensulfide as well as the aforementioned LCP may be used, and powders included therein ( Or an inorganic substance), various inorganic substances having a specific color such as silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium sulfate (BaSO 4 ), boron oxide (B 2 O 3 ), or mixtures thereof may be used.
  • silicon oxide SiO 2
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • BaSO 4 barium sulfate
  • B 2 O 3 boron oxide
  • the upper surface portion 141 of the first body 140 is formed at a position lower than the mounting portion 133 of the heat slug 130, the light emitted from the LED chip 120 adjacent to the horizontal direction body It may be configured not to be blocked by the unit 160, that is, to emit light at a wide angle and high light extraction efficiency. More preferably, the upper end portion of the side portion 152 of the second body 150 is also formed at a lower position than the mounting portion 133 of the heat slug 130 to radiate adjacent to the horizontal direction in the LED chip 120. The light may be configured not to be blocked by the body 160.
  • the upper portion of the LED chip 120 may be provided with a lens unit 170 for transmitting the light emitted from the LED chip 120, the shape is not limited to the hemispherical shape shown in Figure 2 LED package ( 100) may have various shapes.
  • the side portion 152 of the second body 150 may include a protrusion 152a protruding upward, and the lens unit 170 may be stably mounted on the protrusion 152a.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 may be set at a position adjacent to the terminal (electrode) of the LED chip 120.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 is connected to the LED chip 120. It can be located adjacent to the vertex of.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 is a diagonal of the LED chip 120 so that each terminal of the LED chip 120 and each terminal 111 of the lead frame 110 are connected to each other at the shortest distance. It can be installed on the extension line of.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 may be located at a predetermined angle range (for example, ⁇ 20 °) from the diagonal of the LED chip 120 in consideration of a work tolerance in a wire connection process.
  • the position of the terminal 111 of the lead frame 110 can be changed according to the terminal position of the LED chip 120.
  • the terminal (electrode) is located at the center of the edge of the LED chip 120.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 may be positioned on an extension line connecting the center of the LED chip 120 or a predetermined angle therefrom.
  • the terminal (electrode) of the LED chip 120 and the terminal 111 of the lead frame 110 are positioned adjacent to each other to improve the fairness of the wire 125 connection process and minimize the connection failure Can be obtained.
  • FIG. 9 illustrates a case in which four terminals (electrodes) are formed on the LED chip 120 and four terminals 111 are formed on the lead frame 110.
  • the number of terminals of the 120 may be variously changed in structure or required characteristics of the LED chip 120.
  • the lower surface of the LED chip 120 is used as an electrode (eg, a "negative" electrode)
  • one "positive” electrode is formed on the upper surface of the LED chip 120 so that one wire is formed.
  • the negative electrode and the positive electrode are located on the upper surface of the LED chip 120, two wires may be used.
  • a plurality of wires of the positive electrode may be configured in consideration of the current amount of the positive electrode.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 may be positioned on an extension line connecting the center of the LED chip 120 and a predetermined angle therefrom.
  • the LED package 100 may be configured as one LED module using a plurality of LED chips 120 having a heat slug 130.
  • Such an LED module may be implemented as an LED module system having a power supply and an external structure.
  • Such an LED module system may be used as an indoor lighting device, a street lamp, an LED sign, a head lamp of a vehicle, and various lighting devices.
  • one or a plurality of LED modules provided with a plurality of LED chips 120 having a heat slug 130 may be installed inside the street lamp external structure (street lamp cover). It may be provided with a power supply for driving thereof.
  • the power supply device includes a rectifying unit for rectifying the input AC voltage to generate an input DC voltage, and a power factor correcting unit for correcting the power factor of the input DC voltage to drive the LED module.
  • the LED package 100 according to the present invention has excellent heat dissipation performance by the heat slug 130 and thermal stability due to external environmental factors, so that the LED package 100 can be efficiently used in various applications.
  • the method of manufacturing the LED package 100 according to another aspect of the present invention forms a body portion 160 for receiving a portion of the lead frame 110 and a portion of the heat slug 130 therein, the body portion 160 In the body portion forming step (S110, S120) to form a body portion 160 so that at least a portion of the outer region has a higher heat resistance than the inner region, and the mounting portion 133 provided on the upper surface of the heat slug 130 Mounting the LED chip 120, and electrically connecting the LED chip 120 and the terminal 111 of the lead frame 110 (S130).
  • the body forming step (S110, S120) is a step of forming the first body 140 by insert molding the lead frame 110 (S110 of Figure 5), the first body 140 and the heat slug It may be configured to include a step (S120 of FIGS. 7 and 8) molding the second body 150 for fixing the outer peripheral surface of the 130.
  • a lead frame 110 having a terminal 111 electrically connected to the LED chip 120 and a connection portion 113 connecting the terminal 111 to an external power source is prepared. do.
  • the lead frame 110 used in the manufacture of the LED package 100 according to the present invention is not limited to the shape shown in FIG. 3 but is a connection part for connecting the number of terminals 111 or the terminals 111 to an external power source. It is possible to change the structure of 113 and the structure of the outer frame 115 connected thereto.
  • first body (S110) is a portion of the center side of the lead frame 110 is accommodated therein as shown in Figure 5, but the terminal 111 of the lead frame 110 is exposed to the upper side Insert molding in a state to form a first body 140.
  • the first body 140 may include a lead frame accommodating part 142 accommodating the connection part 112 of the lead frame 110 therein and a center of the lead frame accommodating part 142.
  • the opening 143 may be formed to surround the outer circumferential surface of the upper end portion 132 of the heat slug 130.
  • the terminal 111 of the lead frame 110 is exposed to the upper side through the exposure groove (141a) is to be electrically connected to the LED chip 120 as described below.
  • the upper end 132 of the heat slug 130 is inserted into the opening 143 of the lead frame 110 and the insert-molded first body 140 as described above (S115 of FIG. 6), and in this state The second body 150 is formed (S120 of FIGS. 7 and 8).
  • the second body 150 is formed to surround the outer circumferential surface of the first body 140 and the heat slug 130 to fix the first body 140 and the heat slug 130.
  • the second body 150 of the outer peripheral surface of the lower end 131 of the heat slug 130, the upper end 132 is accommodated in the opening 143 of the first body 140 and the first body 140 It may be molded to surround the outer circumferential surface (see FIG. 2).
  • the mounting portion 133 provided on the upper surface of the heat slug 130 may be provided.
  • the LED chip 120 is mounted, and the LED chip 120 and the terminal 111 of the lead frame 110 are electrically connected through a wire 125 or the like (S130 of FIG. 9).
  • unnecessary parts of the LED package 100 such as the outer frame 115 and the joint part 114, are cut from the lead frame 110.
  • the lens unit 170 may be mounted on the top of the body 160 to form a path of light emitted from the LED chip 120.
  • the first body 140 is located adjacent to the heat slug 130 on which the LED chip 120 is mounted to form the outer portion of the body 160 to increase the light extraction efficiency of the LED package 100 It is preferable that the second body 150 is formed of a material having a higher reflectance.
  • the second body 150 forms a circumference of the body part 160, environmental factors such as heating by solar radiation, heating from adjacent LED packages, and heat generation of the engine, etc. It is desirable to have thermal stability from.
  • the second body 150 may be formed of a material having a higher heat resistance than the first body 140.
  • the second body 150 may be formed of a material having a higher soldering resistance than the first body 140.
  • the first body 140 and the second body 150 may be formed of different materials in accordance with their positional characteristics, so that the characteristics required for the LED package 100 may be expressed to the maximum.
  • the first body 140 and the second body 150 may be formed of a material including a liquid crystal polymer (LCP) having excellent heat resistance and electrical insulation and low moldability and excellent moldability. .
  • LCP liquid crystal polymer
  • the first body 140 and the second body 150 may include different components to secure the reflectance and thermal stability.
  • the first body 140 may include titanium dioxide (TiO 2 ) or a silicate-based powder component, and an LCP that may implement a lighter color than white or the second body 150 may be used.
  • the second body 150 may include a powder component of carbon black, and an LCP that may implement a black color or a darker color than the first body 140 may be used.
  • the material of the first body 140 and the second body 150 may be used in addition to the above-described LCP and other engineering plastics, and the powder (or inorganic) contained therein also various inorganic materials or mixtures thereof. May be used.

Abstract

히트슬러그를 구비하여 방열효율이 우수한 엘이디 패키지 및 그 제조방법이 개시된다. 상기 엘이디 패키지는 전원을 공급받기 위한 리드 프레임; 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩; 상기 엘이디 칩이 장착되는 장착부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트슬러그; 및 상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를감싸는 몸체부;를 포함하며, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 엘이디 패키지의 제조방법은 리드프레임의 일부와 히트슬러그의 일부를 내부에 수용하는 몸체부를 형성하되, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖도록 몸체부를 형성하는 몸체부 형성단계; 및 상기 히트슬러그의 상면에 구비된 장착부에 엘이디 칩을 장착하고, 상기 엘이디 칩과 상기 리드프레임의 단자를 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 엘이디 패키지 및 그 제조방법에 의하면 엘이디 칩에서 방사되는 빛의 추출효율이 높으며 열적 안정성이 우수하다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

엘이디 패키지 및 그 제조방법
본 발명은 엘이디 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히트슬러그를 구비하여 방열효율이 우수한 엘이디 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, LED는 주입된 전자와 정공이 재결합할 때 발생하는 에너지를 빛으로 방출하는 다이오드로서, GaAsP 등을 이용한 적색 LED, GaP 등을 이용한 녹색 LED 등이 있다. 또한, 근래에 GaN를 비롯한 질화물을 이용한 질화물 반도체가 그 우수한 물리, 화학적 특성에 기인하여 현재 광전재료 및 전자소자의 핵심 소재로 각광 받으면서, 질화물 반도체 LED가 주목받고 있다. 질화물 반도체 LED는 녹색, 청색 및 자외 영역까지의 빛을 생성할 수 있으며, 기술 발전으로 인해 그 휘도가 비약적으로 향상됨에 따라 총천연색 전광판, 조명장치 등의 분야에도 적용되고 있다.
이러한 LED는 응용분야에 따라, LED를 탑재하는 다양한 형태의 패키지로 제작되어 적용된다.
한편, LED는 조명장치 등과 같은 고휘도를 필요로 하는 분야에 적용되기 위해 그 소모전력이 증가하게 됨으로써 LED에서 다량의 열이 발생하고, 이러한 열이 효과적으로 패키지의 외부로 방출되지 못하는 경우 LED의 특성이 변화되거나 그 수명이 단축되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 LED에서 발생하는 열을 외부로 효율적으로 방출하기 위하여 히트슬러그를 갖는 엘이디 패키지가 제안되고 있다.
도 1은 PCT 공개공보 WO2002/084749호(명칭 : CONDUCTOR FRAME AND HOUSING FOR A RADIATION-EMITTING COMPONENT, RADIATION EMITTING COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME)에 개시된 히트슬러그를 갖는 종래의 엘이디 패키지를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 엘이디 패키지(10)는 엘이디 칩(5)의 발열을 외부로 방출하는 히트슬러그(4)와, 상기 엘이디 칩(5)과 와이어(6)를 통하여 전기적으로 연결되는 접속부(2a)를 구비하는 리드 프레임(2)과, 상기 리드프레임(2) 및 히트슬러그(4)가 인서트 몰딩되는 바디부(1)를 구비한다. 상기 히트슬러그(4)의 상면에는 엘이디 칩(5)이 장착되는 장착부(3)가 형성되며, 상기 바디부(1)의 중앙부에는 상기 엘이디 칩(5)에서 방사되는 빛의 추출효율을 높이기 위하여 반사부(8)가 형성된다.
그러나, 이러한 종래의 엘이디 패키지(10)는 바디부(1)가 단일의 재질로 형성되므로 광반사가 충분히 일어나야 하는 엘이디 칩(5) 장착부분과, 외부의 환경적 요인, 예를 들어 엘이디 패키지의 설치위치나 구조에 따른 태양광의 복사열, 엔진 발열, 인접하여 설치되는 엘이디 패키지의 발열 등에 의해 열적 특성이 우수해야 하는 테두리 부분의 재질이 같게 된다.
따라서, 엘이디 칩 장착부(3)와 인접한 부분 및 패키지의 표면에 해당하는 테두리부의 성능을 모두 확보하기 위해서는 광 반사율이 우수하면서도 열적 안정성이 우수한 재질로 바디부(1)를 형성하여야 하지만, 양자의 특성이 모두 우수한 재질의 확보가 어렵고 이러한 재질의 확보를 위한 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다. 한편, 상기 반사부(8)의 광 반사효율을 높이기 위하여 반사부(8) 영역에 광반사율이 높은 재질을 코팅하거나 부착하는 방법이 이용되기도 하지만 이러한 경우 별도의 공정이 필요하므로 제조공정이 복잡해진다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 엘이디 패키지(10)는 엘이디 칩(5)으로부터 방사되는 빛이 반사부(8)를 통하여 반사되므로, 엘이디 칩(5)에서 수평방향에 인접하여 방사되는 빛의 추출효율이 저하된다는 문제점이 있다.
그리고, 종래의 엘이디 패키지(10)는 히트슬러그(4)와 리드프레임(2)을 동시에 인서트 몰딩하여 바디부(1)를 형성하므로 인서트 몰딩 공정시 히트슬러그(4)와 리드프레임(2)을 동시에 고정하여야 하는 등 공정상의 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위한 것으로서, 엘이디 칩에서 방사되는 빛의 추출효율이 높고 테두리부의 열적 안정성이 우수한 엘이디 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 몸체부를 복수개로 형성함으로써 리드프레임과 히트슬러그를 용이하게 고정할 수 있는 엘이디 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 엘이디 칩의 단자와 리드프레임의 단자가 인접하여 위치하도록 배치함으로써 엘이디 칩과 리드프레임의 전기적 접속공정이 용이하면서도 안정성 있는 엘이디 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 엘이디 칩에서 방사되는 빛의 추출효율이 극히 우수한 엘이디 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은, 전원을 공급받기 위한 리드 프레임; 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩; 상기 엘이디 칩이 장착되는 장착부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트슬러그; 및 상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를 감싸는 몸체부;를 포함하며, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖는 엘이디 패키지를 제공한다.
다른 측면으로서 본 발명은, 전원을 공급받기 위한 리드 프레임; 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩; 상기 엘이디 칩이 장착되는 장착부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트슬러그; 및 상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를 감싸는 몸체부;를 포함하며, 상기 몸체부 중 상면부 중앙이 상기 몸체부의 나머지 부분의 적어도 일부보다 높은 반사율을 갖는 엘이디 패키지를 제공한다.
바람직하게, 상기 몸체부는, 상기 리드 프레임을 수용하도록 형성되되 상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를 감싸는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체의 외부면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는 제 2몸체를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 몸체부 중 상면부 중앙은 상기 몸체부의 나머지 부분의 적어도 일부보다 높은 반사율을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체보다 솔더링 레지스턴스(soldering resistance)가 높은 재질로 형성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 제1 몸체와 제2 몸체는 LCP(liquid crystal polymer)를 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 몸체는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리케이트 계열의 파우더 성분을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역은 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역에 포함된 카본 블랙의 함량이 상기 몸체부의 내부 영역보다 높을 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 몸체는 상기 리드프레임의 단자가 상측으로 노출된 상태가 되도록 상기 리드프레임의 일부분을 내부에 수용할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 제1 몸체는 중앙에 상기 히트슬러그의 상단부를 수용하는 개구부가 형성되며, 상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체와 상기 히트슬러그의 하단부 외주면을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 몸체와 상기 히트슬러그를 고정할 수 있다.
바람직하게, 상기 히트슬러그의 장착부는 상기 제1 몸체의 상면부보다 상측으로 돌출된 위치에 형성되어 상기 엘이디 칩에서 수평방향으로 방사된 빛이 차단되지 않도록 구성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 리드프레임의 단자는 상기 엘이디 칩의 단자에 인접하도록 위치할 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 엘이디 칩의 단자는 상기 엘이디 칩의 꼭지점에 위치하며, 상기 리드프레임의 단자는 상기 엘이디 칩의 대각선의 연장선상 또는 대각선으로부터 20° 이내의 각도범위에 위치할 수 있다.
한편 본 발명에 의한 엘이디 패키지는, 상기 엘이디 칩의 상부에 설치되어 상기 엘이디 칩에서 방사된 빛이 투과하는 렌즈부;를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 엘이디 칩이 장착되는 상기 히트슬러그의 장착부는 상기 히트슬러그에서 가장 높은 위치에 마련될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 리드프레임은 상기 몸체부의 형성이 이루어질 때 상기 리드프레임의 단자에 전원을 공급하는 접속부를 지지하는 이음부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 히트슬러그의 하단부의 측면 중 적어도 일부는 상기 몸체부로부터 노출되도록 구성될 수 있다.
또 다른 측면으로서 본 발명은, 리드프레임의 일부와 히트슬러그의 일부를 내부에 수용하는 몸체부를 형성하되, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖도록 몸체부를 형성하는 몸체부 형성단계; 및 상기 히트슬러그의 상면에 구비된 장착부에 엘이디 칩을 장착하고, 상기 엘이디 칩과 상기 리드프레임의 단자를 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 엘이디 패키지의 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 몸체부 형성단계는, 리드프레임의 일부가 내부에 수용되되 리드프레임의 단자가 상측에 노출된 상태로 몰딩하여 중앙에 개구부를 갖는 제1 몸체를 형성하는 단계; 및 상기 제1 몸체의 개구부에 히트슬러그를 끼운 상태에서, 상기 제1 몸체와 상기 히트슬러그의 외주면을 고정하는 제2 몸체를 몰딩하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 제1 몸체는 상기 제2 몸체보다 반사율이 높은 재질로 형성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체보다 내열성이 높은 재질로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 몸체와 제2 몸체는 LCP(liquid crystal polymer)를 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 몸체는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리케이트 계열의 파우더 성분을 포함하며, 상기 제2 몸체는 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖도록 함으로써 몸체부의 외부영역에서 열적 안정성이 우수하다는 효과를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 몸체부 중 엘이디 칩에 인접한 상면부 중앙이 몸체부의 나머지 부분의 적어도 일부보다 높은 반사율을 갖도록 함으로써 광 추출효율이 높다는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 엘이디 칩에 인접한 제1 몸체를 반사율이 높은 재질로 형성하여 엘이디 칩에서 방사되는 빛의 추출효율이 높다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 엘이디 패키지의 표면에 해당하는 제2 몸체를 내열성 또는 솔더링 레지스턴스가 높은 재질로 형성함으로써 열적 안정성이 우수하다는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 몸체에 리드프레임만을 인서트 몰딩한 후 제1 몸체에 히트슬러그를 끼운 상태에서 제1 몸체와 히트슬러그를 고정하는 제2 몸체를 몰딩함으로써 리드프레임과 히트슬러그를 안정적이면서 용이하게 고정할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 리드프레임의 단자가 엘이디 칩의 단자(전극)에 인접하는 위치에 구비되도록 그 위치가 설정되므로, 엘이디 칩의 단자와 리드프레임의 단자를 연결하기 위한 와이어 연결공정의 공정성이 향상되고 접속불량이 최소화될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 리드 프레임의 단자가 엘이디 칩의 단자(전극)에 최단거리로 위치하게 되는 경우에는 와이어 연결거리가 최소가 되므로 와이어 연결공정이 공정성이 아주 높아지고 접속불량을 극소화할 수 있다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체부의 상면부가 히트슬러그의 장착부, 즉 엘이디 칩보다 낮은 위치에 형성되므로, 엘이디 칩에서 수평방향으로 방사된 빛이 몸체부에 의해 차단되지 않게 되어 넓은 각도로 발광이 이루어질 수 있고, 광 추출효율이 증대될 수 있다는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 엘이디 칩이 장착되는 히트슬러그의 장착부가 히트슬러그에서 가장 높은 위치에 마련되므로 엘이디 칩에서 수평방향으로 방사된 빛이 히트슬러그에 의해 차단되지 않게 되어 넓은 각도로 발광이 이루어질 수 있고, 광 추출효율이 증대될 수 있다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 히트슬러그의 하단부 뿐만 아니라 하단부의 측면 중 적어도 일부가 몸체부로부터 노출되도록 함으로써 히트슬러그의 열방출 효율이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 리드프레임의 단자에 전원을 공급하는 접속부를 지지하도록 리드프레임이 이음부를 구비함으로써 몸체부의 형성이 이루어질 때 리드 프레임의 단자 및 접속부의 위치를 안정적으로 유지할 수 있게 되어 공정불량이 최소화되고 작업효율이 향상될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1는 종래기술에 의한 엘이디 패키지의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 패키지의 부분절개 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 리드프레임의 초기상태의 일 예를 도시한 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 히트슬러그의 일 예를 도시한 사시도.
도 5 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 패키지의 제조방법을 순차적으로 도시한 설명도로서,
도 5는 리드프레임에 제1 몸체가 형성된 상태의 사시도이고,
도 6은 제1 몸체의 개구부에 히트슬러그가 장착된 상태의 사시도이고,
도 7은 제1 몸체에 제2 몸체가 몰딩된 상태의 사시도이고,
도 8은 도 7의 평면도이며,
도 9는 엘이디 칩이 장착된 상태를 도시한 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2 내지 도 4, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 측면에 의한 엘이디 패키지(100)에 대해 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 패키지(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전원을 공급받기 위한 리드 프레임(110)과, 상기 리드 프레임(110)과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩(120)과, 상기 엘이디 칩(120)이 장착되는 장착부(133)가 마련되고 상기 엘이디 칩(120)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트슬러그(130)와, 상기 히트슬러그(130) 및 상기 리드 프레임(120)을 수용하도록 형성되는 몸체부(160)를 포함하여 구성되며, 상기 엘이디 칩(120)의 상부에 설치되는 렌즈부(170)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 리드 프레임(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙에 엘이디 칩(120)과 와이어(도 9의 125 참조) 등을 통하여 전기적으로 연결되는 하나 또는 복수개의 단자(111)와, 상기 단자(111)에 전원을 공급하도록 전원공급부(미도시)와 연결되는 접속부(113)와, 상기 단자(111)를 상기 접속부(113)와 연결하는 연결부(112)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임(110)은 후술하는 몸체부(160)와의 몰딩이 이루어질 때 작업의 용이성 및/또는 리드프레임(110)의 변형 방지를 위하여 테두리에 외곽틀(115)이 형성될 수 있고, 상기 연결부(112)를 보강하기 위하여 상기 외곽틀(115)과 연결부(112)를 잇는 이음부(114)를 구비할 수 있다. 상기 이음부(114)는 몰딩 작업시 상기 접속부(113)가 안정적으로 일정한 위치를 유지할 수 있도록 상기 접속부(113)를 지지하게 된다. 이러한 외곽틀(115) 또는 이음부(114)는 엘이디 패키지(110)의 제조시 일시적으로 사용되며 후술하는 바와 같이 엘이디 패키지(110)의 완성시 적어도 일부분이 절단되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 리드 프레임(110)이 복수개의 단자(111)를 구비하는 경우 하나의 접속부(113)가 다수개의 단자(111)와 연결되도록 구성함으로써 전원공급부(미도시)와 단자(111) 사이의 접속부(113)의 수를 최소화하도록 구성할 수 있다. 일 예로서, 도 3을 참조하면, 2개의 접속부(113)와 4개의 단자(111)를 갖는 경우 각각의 접속부(113)는 2개의 단자(111)와 연결부(112)를 통해 연결될 수 있으며, 이때 상기 1개의 접속부(113)에 연결된 2개의 단자(111)는 상기 접속부(113)로부터 사선을 이루어 대략 45도의 각도를 갖도록 구성될 수 있다.
한편, 도 3에서는 4개의 단자(111)를 갖는 리드프레임(110)에 대해 도시하고있지만, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 상기 리드프레임(110)의 단자(111)는 엘이디 칩(120)에서 와이어 연결이 필요한 단자(전극)의 수에 따라 다양한 변경이 가능하다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 히트 슬러그(130)는 히트 슬러그(130)의 상부에 구비된 장착부(133)에 장착된 엘이디 칩(120)으로부터의 발열을 외부로 방출할 수 있도록 열전도성이 높은 재질, 예를 들어 금속재질로 형성될 수 있다. 상기 장착부(133)는 상기 히트 슬러그(130)의 상부에 형성되어 엘이디 칩(120)으로부터 방사된 빛을 차단하지 않도록 하여, 엘이디 칩(120)의 발광효율이 유지되도록 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 장착부(133)는 엘이디 칩(120)에서 수평방향으로 또는 수평방향에 인접하도록 방사된 빛이 차단되지 않도록 히트슬러그(130)에서 가장 높은 위치에 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 엘이디 칩(120)의 발열은 히트슬러그(130)의 장착부(133)를 통하여 히트슬러그(130)의 상단부(132)를 거쳐 하단부(131)의 하면을 통하여 외부로 방출된다. 이때, 상기 히트 슬러그(130)는 하단부(131)의 하면이 상기 몸체부(160)의 외측으로 노출되도록 하여 상기 엘이디 칩(120)에서 발생한 열이 외부로 효율적으로 방출되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 히트슬러그(130)의 하단부(131) 뿐만 아니라 측면 일부(131a)가 몸체부(160)에서 노출된 상태가 되도록 함으로서 히트슬러그(130)의 열방출 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 히트슬러그(130)의 상단부(132)보다 하단부(131)의 단면적을 넓게 함으로써 엘이디 칩(120)으로부터 발생한 열이 하단부(131)의 넓은 면적을 통하여 신속하게 외부로 방출되도록 구성함이 바람직하다.
한편, 도 2를 참조하면, 상기 몸체부(160)는 테두리에 해당하는 외부영역과 그 내부에 위치하는 내부영역으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 상기 외부영역은 몸체부(160)의 측면부(152)와 상면부(141)로 구성될 수 있으며, 내부영역은 상기 외부영역에 의해 둘러싸이는 내측영역에 해당한다.
이때, 상기 몸체부(160) 중 적어도 일부의 외부영역은 내부영역보다 높은 내열성을 갖도록 구성됨으로써, 외부의 환경적 요인에 대해 열적 안정성을 유지하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 엘이디 패키지(100)가 설치되는 장소나 자체 구조에 따라 열적 안정성이 요구될 수 있으며, 예를 들면, 가로등과 같이 옥외에 사용되는 경우 태양광 복사열에 의한 가열, 엘이디 모듈로서 사용되는 경우 인접하여 배치된 엘이디 패키지로부터의 발열, 자동차의 헤드램프로 사용되는 경우 엔진의 발열 등 각종 요인으로부터 열적 안정성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 열적 안정성을 확보하기 위하여, 적어도 상기 몸체부(160)의 외부영역에 해당하는 측면부(152)는 내부영역보다 내열성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 도 2에서는 히트 슬러그(130)의 하단부(131)의 하면이 몸체부(160)로부터 노출되어 있어 몸체부(160)의 외부영역이 하면부를 포함하지 않은 것으로 도시되어 있으나, 몸체부(160)의 외부 영역이몸체부(160)의 하면부를 포함하는 경우 몸체부(160)의 하면부도 내부영역보다 내열성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체부(160)의 상면부(141) 중 엘이디 칩(120)이 장착되는 장착부(131)에 인접한 중앙 부분은 몸체부(160)의 나머지 부분의 적어도 일부보다 높은 반사율을 갖도록 구성함으로써 엘이디 패키지(100)의 광 추출효율을 높이도록 구성될 수 있다. 즉, 이와 같이 반사율이 높은 재질로 형성되는 부분은 몸체부(160)의 상면부(141) 전체가 될 수 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 외부영역의 측면부(152)이 상측으로 돌출된 돌출부(152a)를 구비하는 경우에는 상기 돌출부(152a)를 제외한 영역으로 구성될 수도 있다.
상술한 바와 달리, 상기 몸체부(160)는 상기 히트슬러그(130)의 외주면 중 적어도 일부를 둘러싸는 제1 몸체(140)와, 상기 제1 몸체(140)의 외주면을 둘러싸도록 성형되는 제2 몸체(150)를 포함하여 복수개의 몸체로 구분될 수도 있다.
즉, 상기 제1 몸체(140)는 상기 리드프레임(110)의 일부분을 내부에 수용하는 리드프레임 수용부(142)와, 상기 리드프레임 수용부(142)의 중앙에 형성되어 상기 히트 슬러그(130)의 상단부(132)의 외주면을 둘러싸는 개구부(143)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 리드프레임 수용부(142)는 상기 리드프레임(110)을 내부에 수용된 상태로 인서트 몰딩되되, 상기 리드프레임(110)의 단자(111)는 노출홈(141a)을 통하여 상측으로 노출된 상태가 되어 엘이디 칩(120)과 전기적 연결이 이루어진다. 한편, 상기 리드프레임 수용부(142)에 인서트된 리드프레임(110)에 형성된 관통홀(도 3의 112a)에 제1 몸체(140)를 형성하는 몰딩재료가 수용되므로 리드프레임(110)과 제1 몸체(140)의 연결강도가 향상될 수 있다.
그리고, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)와 상기 히트슬러그(130)의 외주면을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 몸체(140)와 상기 히트슬러그(130)를 고정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)의 개구부(143)에 상단부(132)가 수용된 히트슬러그(130)의 하단부(131) 외주면과 상기 제1 몸체(140)의 외주면을 둘러싸도록 몰딩되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 몸체(150)는 상기 히트슬러그(130)가 하측으로 낙하하는 것을 방지하기 위하여 측면부(152)에서 내측으로 연장된 단턱(151)을 구비하는 것이 바람직하다. 그리고, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 히트슬러그(130)의 방열성능 향상을 위하여 상기 히트슬러그(130)의 하단부(131)의 일부(131a)가 제2 몸체(150)에서 노출된 상태가 되도록 제2 몸체(150)가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 몸체(140)는 엘이디 칩(120)이 장착되는 히트 슬러그(130)와 인접하여 위치하므로 엘이디 패키지(100)의 광 추출효율을 높이기 위하여 몸체부(160)의 외곽을 형성하는 제2 몸체(150)보다 반사율이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1 몸체(140)는 가시광선 영역의 파장(380~780nm) 또는 가시광선 및 이와 인접한 영역에 해당하는 300~800nm의 파장에 대해 높은 반사율을 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 일 예로서, 상기 반사율은 70% 이상으로 설정될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 광추출 효율을 높이기 위하여 더 높은 반사율을 갖는 것도 가능하다.
또한, 상기 제2 몸체(150)는 몸체부(160)의 둘레를 형성하므로 외부 환경적 요인, 예를 들어 엘이디 패키지가 설치되는 장소나 자체 구조에 따라 태양광 복사열에 의한 가열, 인접하여 배치된 엘이디 패키지로부터의 발열, 엔진의 발열 등 각종 요인으로부터 열적 안정성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 열적 안정성을 확보하기 위하여, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)보다 내열성이 높은 재질로 형성될 수 있다. 내열성의 일 측면으로서, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)보다 솔더링 레지스턴스(soldering resistance)가 높은 재질로 형성될 수 있다. 솔더링 레지스턴스는 재료를 고온의 Pb(납) 내에 삽입하였을 때 기포(blister)나 변형(deformation)이 발생하기 시작하는 온도를 의미하며, 솔더링 레지스턴스가 높은 경우 외부의 환경적 요인에 대해 충분히 저항할 수 있게 된다.
이와 같이, 제1 몸체(140)와 제2 몸체(150)를 그 위치적 특성에 맞추어 서로 다른 재질로 형성함으로써 엘이디 패키지(100)에 요구되는 특성을 최대한 발현할 수 있다는 이점이 있게 된다.
일 예로서, 상기 제1 몸체(140)와 제2 몸체(150)는 내열성 및 전기 절연성이 우수하고 용융점이 낮아 성형성이 우수한 LCP(liquid crystal polymer, 액정 폴리머)를 포함하는 재질로 형성될수 있다.
이때, 상기 제1 몸체(140)와 제2 몸체(150)는 반사율과 열적 안정성의 확보를 위하여 서로 다른 구성성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 몸체(140)는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리케이트 계열의 파우더 성분을 포함하여 백색 또는 상기 제2 몸체(150)보다 밝은 색상을 구현할 수 있는 LCP가 사용될 수 있고, 상기 제2 몸체(150)는 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하여 검정색 또는 상기 제1 몸체(140)보다 어두운 색상을 구현할 수 있는 LCP가 사용될 수 있다.
한편, 몸체부(160)를 외부영역과 내부영역으로 구분하는 경우, 상기 몸체부(160) 중 적어도 일부의 외부영역은 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하는 LCP로 구성될 수 있다. 일 예로서, 상기 외부영역 중 적어도 측면부(152)는 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하는 LCP로 이루어져 열적 안정성을 구현하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 몸체부(160) 중 적어도 일부의 외부영역[예를 들어 측면부(152)]에 포함된 카본 블랙의 함량이 몸체부(160)의 내부 영역(예를 들어, 중심부)보다 높게 구성됨으로써 열적 안정성 또는 내열성이 요구되는 몸체부(160)의 외부영역에서의 성능을 충분히 구현할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1 몸체(140)와 상기 제2 몸체(150)의 재질로는 전술한 LCP 뿐만 아니라 폴리페닐렌설파이드(polyphenylensulfide) 등의 다른 엔지니어링 플라스틱이 사용될 수 있으며, 그 내부에 포함되는 파우더(또는 무기물)도 산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 황산바륨(BaSO4), 산화붕소(B2O3) 등 특정색상을 갖는 다양한 무기물 또는 그 혼합물이 사용될 수도 있다.
그리고, 상기 제1 몸체(140)의 상면부(141)는 상기 히트슬러그(130)의 장착부(133)보다 낮은 위치에 형성되어 상기 엘이디 칩(120)에서 수평방향에 인접하여 방사된 빛이 몸체부(160)에 의해 차단되지 않도록, 즉 넓은 각도로 발광이 이루어지고 광추출효율이 높도록 구성될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 제2 몸체(150)의 측면부(152)의 상단부분도 상기 히트슬러그(130)의 장착부(133)보다 낮은 위치에 형성되어 상기 엘이디 칩(120)에서 수평방향에 인접하여 방사된 빛이 몸체부(160)에 의해 차단되지 않도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 엘이디 칩(120)의 상부에는 엘이디 칩(120)에서 방사된 빛이 투과하는 렌즈부(170)가 설치될 수 있으며, 그 형태는 도 2에 도시된 반구형에 한정되지 않고 엘이디 패키지(100)의 용도에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 몸체(150)의 측면부(152)는 상측으로 돌출된 돌출부(152a)를 구비할 수 있으며, 이러한 돌출부(152a)에 상기 렌즈부(170)가 안정적으로 장착될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 리드프레임(110)의 단자(111)는 상기 엘이디 칩(120)의 단자(전극)에 인접하는 위치에 구비되도록 그 위치가 설정될 수 있다. 일 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 엘이디 칩(120)의 단자가 엘이디 칩(120)의 꼭지점에 인접하여 위치하는 경우 상기 리드프레임(110)의 단자(111)는 상기 엘이디 칩(120)의 꼭지점에 인접하도록 위치할 수 있다. 이때, 엘이디 칩(120)의 각각의 단자와 리드프레임(110)의 각각의 단자(111)가 서로 최단거리로 연결되도록 상기 리드프레임(110)의 단자(111)는 엘이디 칩(120)의 대각선의 연장선상에 설치될 수 있다. 그러나, 와이어 연결 공정상의 작업공차 등을 고려하여 상기 리드프레임(110)의 단자(111)는 엘이디 칩(120)의 대각선으로부터 소정각도범위(예를 들어, ±20°)에 위치할 수 있다. 그러나, 상기 리드프레임(110)의 단자(111)의 위치는 엘이디 칩(120)의 단자 위치에 따라 변경가능하며, 일 예로서, 엘이디 칩(120)의 모서리의 중앙에 단자(전극)이 위치하는 경우에는 엘이디 칩(120)의 중심과 단자를 이은 연장선상 또는 이로부터 소정각도 범위에 리드프레임(110)의 단자(111)가 위치하도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 엘이디 칩(120)의 단자(전극)와 리드프레임(110)의 단자(111)가 서로 인접하여 위치하도록 함으로써 와이어(125) 연결공정의 공정성이 향상되고 접속불량이 최소화될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 9에서는 엘이디 칩(120)에 4개의 단자(전극)가 형성되고 리드프레임(110)에 4개의 단자(111)가 형성되는 경우를 도시하였으나 이는 일 실시예에 불과하며, 엘이디 칩(120)의 단자의 수는 엘이디 칩(120)의 구조상 또는 요구특성상 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 엘이디 칩(120)의 하부면을 전극(예를 들어, "음"전극)으로 사용하는 경우 엘이디 칩(120)의 상부면에 하나의 "양"전극이 형성되어 1개의 와이어가 사용될 수 있고, 엘이디 칩(120)의 상부면에 음전극 및 양전극이 위치하는 경우 2개의 와이어가 사용될 수도 있다. 또한, 고전력 엘이디 칩의 경우에는 양전극의 전류량을 고려하여 양전극의 와이어를 복수개로 구성할 수도 있다. 이와 같이, 엘이디 칩(120)의 단자(전극)의 수나 위치가 변경되는 경우에도 엘이디 칩(120)의 각각의 단자와 리드프레임(110)의 각각의 단자(111)가 서로 최단거리로 되도록 하기 위하여, 엘이디 칩(120)의 중심과 각각의 단자를 이은 연장선상 또는 이로부터 소정각도 범위에 리드프레임(110)의 단자(111)가 위치하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 측면에 의한 엘이디 패키지(100)는 히트슬러그(130)를 갖는 엘이디 칩(120)을 복수개 사용하여 하나의 엘이디 모듈로서 구성될 수 있다. 이러한 엘이디 모듈은 전원공급장치와 외부 구조물을 갖는 엘이디 모듈 시스템으로 구현될 수 있다.
이러한 엘이디 모듈 시스템은 실내조명장치, 가로등, 엘이디 간판, 자동차의 헤드램프 및 각종 조명장치 등으로 사용될 수 있다.
일 예로서, 엘이디 모듈 시스템이 가로등으로 사용되는 경우 가로등의 외부 구조물(가로등 커버) 내부에, 히트슬러그(130)를 갖는 엘이디 칩(120)이 복수개 구비된 하나 또는 복수의 엘이디 모듈이 설치될 수 있고, 이의 구동을 위한 전원공급장치가 구비될 수 있다. 이러한 전원공급장치는 입력된 교류전압을 정류하여 입력 직류전압을 생성하는 정류부와, 상기 입력 직류전압의 역률을 보정하는 역률 보정부 등을 구비하여 상기 엘이디 모듈을 구동하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 의한 엘이디패키지(100)는 히트 슬러그(130)에 의한 방열성능이 우수하고 외부의 환경적 요인에 의한 열적 안정성이 있으므로 다양한 사용처에 효율적으로 사용될 수 있다.
다음으로, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 측면에 의한 엘이디 패키지(100)의 제조방법에 대해 살펴본다. 본 발명의 다른 측면에 의한 엘이디 패키지(100)의 제조방법은 리드프레임(110)의 일부와 히트슬러그(130)의 일부를 내부에 수용하는 몸체부(160)를 형성하되, 상기 몸체부(160) 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖도록 몸체부(160)를 형성하는 몸체부 형성단계(S110, S120)와, 상기 히트슬러그(130)의 상면에 구비된 장착부(133)에 엘이디 칩(120)을 장착하고, 상기 엘이디 칩(120)과 상기 리드프레임(110)의 단자(111)를 전기적으로 연결하는 단계(S130)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 몸체부 형성단계(S110, S120)는 리드프레임(110)을 인서트 몰딩하여 제1 몸체(140)를 형성하는 단계(도 5의 S110)와, 상기 제1 몸체(140)와 히트슬러그(130)의 외주면을 고정하는 제2 몸체(150)를 몰딩하는 단계(도 7 및 도 8의 S120) 를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 각 단계에 대해 보다 상세히 살펴본다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 엘이디 칩(120)과 전기적으로 접속되는 단자(111)와, 상기 단자(111)를 외부전원과 연결하는 접속부(113)를 구비하는 리드 프레임(110)을 준비한다. 그러나, 본 발명에 의한 엘이디 패키지(100)의 제조에 사용되는 리드 프레임(110)은 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고 단자(111)의 수나 단자(111)를 외부전원에 연결하기 위한 접속부(113)의 구조, 그리고 이에 연결되는 외곽틀(115) 등의 구조 등의 변경이 가능하다.
다음으로, 제1 몸체를 형성하는 단계(S110)는 도 5에 도시된 바와 같이 리드프레임(110)의 중앙측 일부가 내부에 수용되되 리드프레임(110)의 단자(111)가 상측에 노출된 상태로 인서트 몰딩하여 제1 몸체(140)를 형성하게 된다.
구체적으로, 상기 제1 몸체(140)는 상기 리드프레임(110)의 연결부(도 3의 112)를 내부에 수용하는 리드프레임 수용부(142)와, 상기 리드프레임 수용부(142)의 중앙에 형성되어 히트 슬러그(130)의 상단부(132)의 외주면을 둘러싸는 개구부(143)를 구비할 수 있다. 이때, 리드프레임(110)의 단자(111)는 노출홈(141a)을 통하여 상측으로 노출된 상태가 되어 후술하는 바와 같이 엘이디 칩(120)과 전기적 연결이 가능하게 된다.
다음으로, 상기와 같이 리드프레임(110)과 인서트 몰딩된 제1 몸체(140)의 개구부(143)에 히트슬러그(130)의 상단부(132)를 끼우고(도 6의 S115), 이러한 상태에서 제2 몸체(150)를 형성하게 된다(도 7 및 도 8의 S120).
구체적으로, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)와 상기 히트슬러그(130)의 외주면을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 몸체(140)와 상기 히트슬러그(130)를 고정하게 된다. 이를 위하여, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)의 개구부(143)에 상단부(132)가 수용된 히트슬러그(130)의 하단부(131) 외주면과 상기 제1 몸체(140)의 외주면을 둘러싸도록 몰딩되어 형성될 수 있다(도 2 참조).
이와 같이, 리드프레임(110)과 히트슬러그(130)를 고정하는 제1 몸체(140) 및 제2 몸체(150)의 형성이 끝나면, 히트슬러그(130)의 상면에 구비된 장착부(133)에 엘이디 칩(120)을 장착하고, 상기 엘이디 칩(120)과 상기 리드프레임(110)의 단자(111)를 와이어(125) 등을 통하여 전기적으로 연결하게 된다(도 9의 S130). 아울러, 외곽틀(115)과 이음부(114)와 같이 엘이디 패키지(100)에서 불필요한 부분을 리드 프레임(110)에서 절단하게 된다.
이후, 도 2에 도시된 바와 같이 엘이디 칩(120)에서 방사되는 빛의 경로를 형성하도록 몸체부(160)의 상단에 렌즈부(170)를 장착할 수 있다.
한편, 상기 제1 몸체(140)는 엘이디 칩(120)이 장착되는 히트 슬러그(130)와 인접하여 위치하므로 엘이디 패키지(100)의 광추출효율을 높이기 위하여 몸체부(160)의 외곽을 형성하는 제2 몸체(150)보다 반사율이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 몸체(150)는 몸체부(160)의 둘레를 형성하므로 환경적 요인, 예를 들어 태양광 복사열에 의한 가열, 인접하여 배치된 엘이디 패키지로부터의 발열, 엔진의 발열 등 각종 요인으로부터 열적 안정성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 열적 안정성을 위하여, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)보다 내열성이 높은 재질로 형성될 수 있다. 내열성의 일 측면으로서, 상기 제2 몸체(150)는 상기 제1 몸체(140)보다 솔더링 레지스턴스(soldering resistance)가 높은 재질로 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 몸체(140)와 제2 몸체(150)를 그 위치적 특성에 맞추어 서로 다른 재질로 형성함으로써 엘이디 패키지(100)에 요구되는 특성을 최대한 발현할 수 있다는 이점이 있게 된다.
일 예로서, 상기 제1 몸체(140)와 제2 몸체(150)는 내열성 및 전기 절연성이 우수하고 용융점이 낮아 성형성이 우수한 LCP(liquid crystal polymer, 액정 폴리머)를 포함하는 재질로 형성될수 있다.
이때, 상기 제1 몸체(140)와 제2 몸체(150)는 반사율과 열적 안정성의 확보를 위하여 서로 다른 구성성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 몸체(140)는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리케이트 계열의 파우더 성분을 포함하여 백색 또는 상기 제2 몸체(150)보다 밝은 색상을 구현할 수 있는 LCP가 사용될 수 있고, 상기 제2 몸체(150)는 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하여 검정색 또는 상기 제1 몸체(140)보다 어두운 색상을 구현할 수 있는 LCP가 사용될 수 있다.
그러나, 상기 제1 몸체(140)와 상기 제2 몸체(150)의 재질로는 전술한 LCP 뿐만 아니라 다른 엔지니어링 플라스틱이 사용될 수 있으며, 그 내부에 포함되는 파우더(또는 무기물)도 다양한 무기물 또는 그 혼합물이 사용될 수도 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (24)

  1. 전원을 공급받기 위한 리드 프레임;
    상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩;
    상기 엘이디 칩이 장착되는 장착부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트슬러그; 및
    상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를 감싸는 몸체부;를 포함하며,
    상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖는 엘이디 패키지.
  2. 전원을 공급받기 위한 리드 프레임;
    상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩;
    상기 엘이디 칩이 장착되는 장착부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트슬러그; 및
    상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를 감싸는 몸체부;를 포함하며,
    상기 몸체부 중 상면부 중앙이 상기 몸체부의 나머지 부분의 적어도 일부보다 높은 반사율을 갖는 엘이디 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몸체부는, 상기 리드 프레임을 수용하도록 형성되되 상기 히트슬러그의 외주면 중 적어도 일부를 감싸는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체의 외부면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는 제 2몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부 중 상면부 중앙은 상기 몸체부의 나머지 부분의 적어도 일부보다 높은 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체보다 솔더링 레지스턴스(soldering resistance)가 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 몸체와 제2 몸체는 LCP(liquid crystal polymer)를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 몸체는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리케이트 계열의 파우더 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역은 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역에 포함된 카본 블랙의 함량이 상기 몸체부의 내부 영역보다 높은 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 몸체는 상기 리드프레임의 단자가 상측으로 노출된 상태가 되도록 상기 리드프레임의 일부분을 내부에 수용하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제1 몸체는 중앙에 상기 히트슬러그의 상단부를 수용하는 개구부가 형성되며,
    상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체와 상기 히트슬러그의 하단부 외주면을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 몸체와 상기 히트슬러그를 고정하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 히트슬러그의 장착부는 상기 제1 몸체의 상면부보다 상측으로 돌출된 위치에 형성되어 상기 엘이디 칩에서 수평방향으로 방사된 빛이 차단되지 않는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  13. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드프레임의 단자는 상기 엘이디 칩의 단자에 인접하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 엘이디 칩의 단자는 상기 엘이디 칩의 꼭지점에 위치하며,
    상기 리드프레임의 단자는 상기 엘이디 칩의 대각선의 연장선상 또는 대각선으로부터 20° 이내의 각도범위에 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  15. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엘이디 칩의 상부에 설치되어 상기 엘이디 칩에서 방사된 빛이 투과하는 렌즈부;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  16. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엘이디 칩이 장착되는 상기 히트슬러그의 장착부는 상기 히트슬러그에서 가장 높은 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  17. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드프레임은 상기 몸체부의 형성이 이루어질 때 상기 리드프레임의 단자에 전원을 공급하는 접속부를 지지하는 이음부를 구비하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  18. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트슬러그의 하단부의 측면 중 적어도 일부는 상기 몸체부로부터 노출되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  19. 리드프레임의 일부와 히트슬러그의 일부를 내부에 수용하는 몸체부를 형성하되, 상기 몸체부 중 적어도 일부의 외부영역이 내부영역보다 높은 내열성을 갖도록 몸체부를 형성하는 몸체부 형성단계; 및
    상기 히트슬러그의 상면에 구비된 장착부에 엘이디 칩을 장착하고, 상기 엘이디 칩과 상기 리드프레임의 단자를 전기적으로 연결하는 단계;
    를 포함하는 엘이디 패키지의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 몸체부 형성단계는,
    리드프레임의 일부가 내부에 수용되되 리드프레임의 단자가 상측에 노출된 상태로 몰딩하여 중앙에 개구부를 갖는 제1 몸체를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 몸체의 개구부에 히트슬러그를 끼운 상태에서, 상기 제1 몸체와 상기 히트슬러그의 외주면을 고정하는 제2 몸체를 몰딩하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 몸체는 상기 제2 몸체보다 반사율이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지의 제조방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체보다 내열성이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지의 제조방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1 몸체와 제2 몸체는 LCP(liquid crystal polymer)를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지의 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 몸체는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리케이트 계열의 파우더 성분을 포함하며,
    상기 제2 몸체는 카본 블랙(carbon black)의 파우더 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지의 제조방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102426874B1 (ko) * 2015-08-28 2022-07-29 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 패키지
CN111446353A (zh) * 2019-01-16 2020-07-24 株式会社辉元 陶瓷发光二极管封装及其制造方法
CN112259672B (zh) * 2020-10-22 2021-06-08 深圳市宇亮光电技术有限公司 一种小功率led灯珠低热阻封装结构及封装工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004023099A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Lumileds Lighting Us Llc フルオロポリマーレンズを有する半導体発光装置
JP2010087181A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Panasonic Corp 光素子用パッケージ、半導体発光装置および照明装置
KR100961493B1 (ko) * 2006-06-30 2010-06-08 서울반도체 주식회사 히트싱크 지지부를 갖는 리드프레임, 그것을 사용한 발광 다이오드 패키지 제조방법 및 그것에 의해 제조된 발광 다이오드 패키지
KR100978574B1 (ko) * 2008-12-17 2010-08-27 삼성엘이디 주식회사 엘이디 패키지
KR20110087581A (ko) * 2010-01-26 2011-08-03 삼성엘이디 주식회사 엘이디 패키지 및 그 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1864339A4 (en) * 2005-03-11 2010-12-29 Seoul Semiconductor Co Ltd LIGHT-EMITTING DIODE DIODE WITH PHOTO-EMITTING CELL MATRIX

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004023099A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Lumileds Lighting Us Llc フルオロポリマーレンズを有する半導体発光装置
KR100961493B1 (ko) * 2006-06-30 2010-06-08 서울반도체 주식회사 히트싱크 지지부를 갖는 리드프레임, 그것을 사용한 발광 다이오드 패키지 제조방법 및 그것에 의해 제조된 발광 다이오드 패키지
JP2010087181A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Panasonic Corp 光素子用パッケージ、半導体発光装置および照明装置
KR100978574B1 (ko) * 2008-12-17 2010-08-27 삼성엘이디 주식회사 엘이디 패키지
KR20110087581A (ko) * 2010-01-26 2011-08-03 삼성엘이디 주식회사 엘이디 패키지 및 그 제조방법

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