WO2015016448A1 - Ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

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WO2015016448A1
WO2015016448A1 PCT/KR2014/000931 KR2014000931W WO2015016448A1 WO 2015016448 A1 WO2015016448 A1 WO 2015016448A1 KR 2014000931 W KR2014000931 W KR 2014000931W WO 2015016448 A1 WO2015016448 A1 WO 2015016448A1
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lens
molding
led
chip
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주재철
김영석
류근광
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주식회사 굿엘이디
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Definitions

  • the present invention relates to an LED package, and more particularly, an LED chip is mounted on a metal substrate to improve heat dissipation efficiency, and a molding part is formed to minimize light loss and to improve light divergence efficiency.
  • the present invention relates to an LED package capable of improving the bonding force of the LED package by forming holes and grooves.
  • a light emitting diode is a type of diode that emits light when a current flows through a semiconductor pn junction
  • gallium arsenide is a light emitting diode used for infrared light.
  • GaAlAs gallium arsenide
  • GaAsP gallium arsenide phosphide
  • GaP gallium phosphide
  • GaN gallium nit
  • the LED is divided into a lamp type LED and a surface mount type (SMD) LED, and the lamp type LED is formed by forming two lead frames (metal electrodes) on the upper side of the LED chip.
  • the lens was formed, and there was a problem that the heat resistance was large and the heat was difficult to be utilized for high output.
  • the surface-mount LED is to bond the LED chip on a substrate formed of a ceramic or a printed circuit board, and to form a lens by molding a resin on the top, it is easier to dissipate heat generated from the LED chip than the lamp type As the brightness is improved, it is widely used in various fields such as a color display board and a lighting device.
  • LED chips are developed.
  • substrates are formed of metal and LED chips are mounted.
  • an insulating layer is formed on the upper surface of the metal substrate, and then the LED chip is mounted through a circuit pattern formed on the insulating layer, and the electrical connection is made through wire bonding.
  • the insulating layer formed on the metal substrate has poor thermal conductivity, there is a problem in that the thermal conductivity is lowered even when the metal substrate is used.
  • the LED chip which is a kind of semiconductor device, may have a yellowing phenomenon due to a change in emission wavelength, or may reduce light emission efficiency.
  • the lifespan of the LED chip can be shortened so that the heat dissipation structure of the heat generated from the LED chip can be improved.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the metal substrate is cut to form a positive terminal and a negative terminal, and to improve the heat dissipation efficiency of the LED chip by mounting the LED chip in the chip mounting portion of the metal substrate
  • a reflecting member is installed in the chip mounting unit to reflect the light generated from the LED chip as much as possible to minimize the loss of light and at the same time to provide an LED package that can improve the luminous efficiency.
  • the present invention can simplify the manufacturing process by integrally forming the lens portion and the molding portion when forming the molding portion on the metal substrate, minimizing the loss of light by forming a lens portion on the chip mounting portion or the upper front surface of the metal substrate.
  • the present invention can simplify the manufacturing process by integrally forming the lens portion and the molding portion when forming the molding portion on the metal substrate, minimizing the loss of light by forming a lens portion on the chip mounting portion or the upper front surface of the metal substrate.
  • by improving the light divergence efficiency and forming various shapes of the lens part it is possible to provide improved light efficiency compared to the existing ones, thereby increasing the luminous flux and at the same time providing the LED package that can improve the characteristics of the lens part.
  • a hole is formed in the metal substrate to insert and fix the molding part or the lens part to the hole, and a groove is formed in the lower surface of the metal substrate to draw and fix the molding part or the lens part in the groove.
  • An object of the present invention is to provide an LED package capable of improving the bonding force between the molding portion or the lens portion and at the same time strengthening the bonding force between the metal substrate and the molding portion or the lens portion.
  • the asymmetric mutually asymmetrical terminal and the negative terminal by the incision is formed, the chip mounting portion is formed in the center of the upper surface, the cavity is formed step by step Metal substrates; At least one LED chip mounted in a cavity of the metal substrate chip mounting unit and electrically connected to the anode terminal and the cathode terminal by wire bonding; And a molding part formed on the metal substrate to seal the LED chip and having a lens part formed thereon. Characterized in that consisting of a configuration including a.
  • a reflecting member for reflecting light generated from the LED chip is provided on the lower surface of the cavity.
  • the reflective member is made of white color.
  • At least one hole through which a part of the molding part or the lens part is introduced and injected into the metal substrate is formed.
  • grooves for seating and engaging the end of the molding part or the lens part are formed to be stepped on the bottom edge and the cutout of the metal substrate.
  • the molding part and the lens part may be formed of at least one of a transparent epoxy molding compound (EMC), a silicon filling liquid, or a phosphor.
  • EMC transparent epoxy molding compound
  • silicon filling liquid silicon filling liquid
  • phosphor a phosphor
  • a lens portion for sealing the LED chip is formed in the cavity of the chip mounting portion, the lens portion is formed in any one of a semi-circle shape having a predetermined curved surface, a flat flat form or an amorphous form.
  • the lens portion for sealing the LED chip is formed directly on the metal substrate, the lens portion is formed in any one of a semi-circle shape having a predetermined curved surface, a flat flat form or an amorphous form.
  • the present invention having the configuration as described above may improve heat dissipation and heat dissipation efficiency of the LED chip, thereby minimizing thermal deformation of the LED chip to prevent yellowing, and Minimize the loss of light and at the same time reflect the light as much as possible to improve the light irradiation efficiency, to improve the luminous efficiency and divergence efficiency, and to change the lens part in various shapes such as semi-circular, trapezoidal or square shape to increase the light flux At the same time, it is possible to improve the characteristics of the lens portion.
  • the present invention can provide improved light efficiency compared to the existing, and the metal substrate and the molding portion or the metal substrate and the lens portion is coupled to the double through the holes and grooves formed in the metal substrate to improve the bonding force and fixing force of the LED package.
  • the lens part can be formed at the same time as the molding part, or only the lens part can be formed to simplify the manufacturing process, thereby reducing the process cost, manufacturing time and manufacturing cost, and improving the reliability of the product. It can be effective.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an LED package according to the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing an LED package according to the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom perspective view schematically showing an LED package according to the present invention.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view schematically showing another embodiment of the LED package according to the present invention.
  • Figure 6 is a side cross-sectional view schematically showing another embodiment of the LED package according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view schematically showing a state in which a plurality of LED packages according to the present invention packaged.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an LED package according to the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A '
  • Figure 3 is an exploded perspective view schematically showing an LED package according to the present invention
  • Figure 4 is 5 is a side cross-sectional view schematically showing another embodiment of the LED package according to the present invention
  • FIG. 6 schematically shows another embodiment of the LED package according to the present invention
  • 7 is a side cross-sectional view, and FIG. 7 schematically shows a state in which a plurality of LED packages according to the present invention are packaged.
  • the LED package 1 is composed of a configuration including a metal substrate 10, LED chip 30 and the molding unit 50.
  • the metal substrate 10 is formed of a plate-like body, and includes a positive electrode terminal 11a and a negative electrode terminal 11b which are cut out to both sides asymmetrically by the cutout 12.
  • the metal substrate 10 is formed of a square plate-shaped body, the incision portion 12 is formed in a position that is deflected to one side at the center thereof is separated into two, both sides of the metal substrate 10 are asymmetric with each other Incision is formed to form the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b.
  • the chip mounting portion 14 is formed on the metal substrate 10.
  • the metal substrate 10 is preferably made of a metal material having excellent thermal conductivity, copper (Cu), stainless steel, aluminum (Al), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc (Zn), tantalum It is preferable that it consists of either (Ta) or these alloys.
  • the metal substrate 10 is preferably made of aluminum (Al), and when the metal substrate 10 is formed of the aluminum (Al), the chip mounting portion 14 of the metal substrate 10 Anodized by anodizing may be further formed on the surface, and an insulating layer of a thin film by anodized may be formed on the surface of the metal substrate 10.
  • the surface of the chip mounting portion 14 of the metal substrate 10 is anodized, and the anode terminal 11a and the cathode terminal (asymmetrically separated by the cutout 12 from the metal substrate 10).
  • the LED package 1 is manufactured by using 11b), it is possible to prevent the electrical short that may be generated by contacting the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b with the chip mounting portion 14.
  • the chip mounting unit 14 is formed with a cavity 15 for mounting the LED chip 30. That is, the chip mounting portion 14 is formed in the center of the upper surface of the metal substrate 10, the cavity 15 is formed stepwise in the chip mounting portion 14, and at least one or more holes in the cavity 15. The LED chip 30 is mounted.
  • a reflecting member 15a for reflecting the light of the LED chip 30 to the front of the LED chip 30 may include a chip mounting part ( 14 is provided on the bottom surface of the cavity 15.
  • the reflective member 15a is provided on the lower surface of the cavity 15 of the chip mounting unit 14 to reflect light generated from the LED chip 30 mounted in the cavity 15 to reflect the LED chip. (30) Irradiation forward to improve the luminous efficiency of the LED chip (30).
  • the reflective member (15a) is made of a reflecting plate is adhered to the lower surface of the cavity 15 by an adhesive or the like is preferably made to reflect the light generated from the LED chip 30, the reflective member (15a) ) Is made of a reflective material and is coated and coated on the lower surface of the cavity 15 to reflect light generated from the LED chip 30.
  • the reflective member 15a provided on the lower surface of the cavity 15 of the chip mounting portion 14 is preferably made of white color in order to maximize the amount of reflection of light generated from the LED chip 30, but is not limited thereto. No.
  • At least one hole 17 is formed in the metal substrate 10. That is, when forming only the molding part 50 or the lens part 51 to be described later on the metal substrate 10, a part of the molding part 50 or the lens part 51 is introduced and injected into the metal substrate 10. At least one or more holes 17 for firmly coupling the molding part 50 or the lens part 51 are formed in the through hole.
  • the present invention is formed asymmetrically by the cutout 12, five holes 17 are formed on the large metal substrate 10 side, the small metal substrate 10 side
  • the semi-circular holes 17 are formed at the edges of the two holes 17 and the cutout 12, but the number and position of the holes 17 may be variously changed.
  • the hole 17 penetrating through the metal substrate 10 is formed in a cylindrical shape
  • the molding part 50 or the lens part 51 is formed in the metal substrate 10.
  • the shape of the hole 17 can be variously changed, such as a semicircle, a triangular shape, or a rectangular shape.
  • the groove 18 is formed stepped in the lower edge and the cutout 12 of the metal substrate 10. That is, when forming only the molding unit 50 or the lens unit 51 to be described later on the metal substrate 10, the end of the molding unit 50 or the lens unit 51 is seated and coupled to mold the metal substrate 10. Steps in the portions where the grooves 18 for securing the engagement of the portion 50 or the lens portion 51 are cut to both sides asymmetrically by the lower edge of the metal substrate 10 and the cutouts 12. Is formed.
  • the groove 18 is formed at the bottom edge and the cutout 12 of the metal substrate 10 so that the molding part 50 or the lens part 51 is formed on the metal substrate 10.
  • An end of the portion 50 or the lens portion 51 is installed in a shape surrounding the metal substrate 10 and is seated and coupled to an edge of the lower surface of the metal substrate 10.
  • the molding part 50 or the lens is formed in the hole 17 formed through the metal substrate 10 when the molding part 50 or the lens part 51 is formed on the metal substrate 10 by the structure as described above.
  • a portion of the portion 51 is drawn in and injected to firstly strengthen the coupling of the metal substrate 10 and the molding portion 50 or the lens portion 51, and the edges and cutouts of the lower surface of the metal substrate 10 are primarily secured.
  • Ends of the molding part 50 or the lens part 51 are seated and coupled to the grooves 18 formed stepped in the part 12 so that the metal substrate 10 and the molding part 50 or the lens part 51 may be separated.
  • the metal substrate 10 and the molding unit 50 or the lens unit 51 are doubled and fixed.
  • the LED chip 30 is mounted in a cavity 15 formed in the chip mounting portion 14 of the metal substrate 10, and the LED chip 30 mounted in the cavity 15 of the chip mounting portion 14. ) Is electrically connected to the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b of the metal substrate 10 by wire bonding (not shown).
  • the LED chip 30 is preferably mounted in the center of the cavity 15 of the chip mounting portion 14 so that the luminous efficiency on the chip mounting portion 14 is maintained uniformly.
  • one LED chip 30 is installed at the center of the cavity 15 of the chip mounting unit 14, but the LED chip 30 is a chip mounting unit of the metal substrate 10. At least one or more of the plurality of LED chips 30 may be mounted in the cavity 15 of the chip mounting unit 14, and the LED chip 30 may be mounted in the cavity 15 of the chip mounting unit 14. ) Are spaced at regular intervals, preferably arranged in a row or multiple rows.
  • the molding part 50 is formed on the metal substrate 10. That is, the molding part 50 is formed on the metal substrate 10 on which the LED chip 30 is mounted on the chip mounting part 14 to seal the LED chip 30.
  • the molding part 50 is made of a transparent epoxy molding compound (EMC) to improve the refractive index of the light generated from the LED chip 30.
  • EMC transparent epoxy molding compound
  • the molding part 50 is made of a transparent epoxy molding compound (EMC), but may be made of a silicon filling solution or a fluorescent material (Phosphor).
  • EMC transparent epoxy molding compound
  • Phosphor fluorescent material
  • the molding part 50 may be formed of a transparent epoxy molding compound (EMC) and a fluorescent material (Phosphor) or a silicon filler and a fluorescent material (Phosphor).
  • EMC transparent epoxy molding compound
  • Phosphor fluorescent material
  • silicon filler silicon filler and a fluorescent material (Phosphor).
  • the molding part 50 is made of at least one or more of a transparent EMC (Epoxy Molding Compound), a silicon filling liquid or a fluorophore (Phosphor), on the metal substrate 10 If formed to improve the transmittance, refractive index and reflection efficiency of the light generated from the LED chip 30, the material of the molding part 50 formed on the metal substrate 10 can be variously changed.
  • a transparent EMC epoxy Molding Compound
  • Phosphor fluorophore
  • the molding part 50 may be formed by adding a wavelength conversion material to the transparent EMC or silicon filling liquid so that the refractive index of the light generated by the LED chip 30 is improved, and the luminous efficiency is improved by improving the refractive index. If desired, other various materials may be added.
  • the semi-circular lens unit 51 having a predetermined curved surface is formed on the molding unit 50, and the lens unit 51 is made of transparent epoxy molding compound (EMC) of the same material as that of the molding unit 50. Is done.
  • EMC transparent epoxy molding compound
  • the lens unit 51 is preferably formed at the same time integrally with the molding unit 50 on the metal substrate 10, the first forming the molding unit 50 on the metal substrate 10 and then The lens unit 51 may be formed on the molding unit 50, for example.
  • the molding part 50 and the lens part 51 may be formed of a transparent epoxy molding compound (EMC) of the same material, and the molding part 50 and the lens part 51 may be simultaneously formed integrally.
  • EMC transparent epoxy molding compound
  • the lens unit 51 is formed on the molding unit 50 formed on the metal substrate 10 having the chip mounting unit 14 on which the LED chip 30 is mounted, the LED chip 30 ) Is formed to have a predetermined curved surface only on the upper portion of the mounted region.
  • the lens unit 51 is formed on the molding unit 50 in a semicircle having a predetermined curved surface, but the lens unit 51 has various shapes and shapes, such as a trapezoidal shape or a square shape. It is also possible to form.
  • a semi-circular lens portion 51 having a predetermined curved surface is formed on the molding portion 50, but a flat lens portion (not shown) having a flat shape on the molding portion 50 or It is also preferable that the amorphous lens portion (not shown) is formed, and may be in various other forms, but is not limited thereto.
  • the lens unit 51 is formed on the molding unit 50, but as shown in FIG. 5, the lens unit 51 is the metal substrate 10 chip. It is also possible to be formed in the cavity 15 of the mounting part 14. That is, a lens unit 51 is formed in the cavity 15 of the chip mounting unit 14 on which the LED chip 30 is mounted, and a molding unit is formed on the metal substrate 10 on which the lens unit 51 is formed. It is also possible to form 50 so that the lens portion 51 is formed in the molding portion 50.
  • the lens unit 51 may be formed in a semicircle having a predetermined curved surface, but the lens unit 51 may be formed in a flat or irregular shape.
  • the lens unit 51 may be formed on the metal substrate 10. That is, as shown in Figure 6, it is also possible to form only a semi-circular lens portion 51 having a predetermined curved surface on the metal substrate 10, in this case the molding formed on the metal substrate 10 The section 50 is deleted.
  • the lens unit 51 directly formed on the metal substrate 10 is formed in a semicircle having a predetermined curved surface, but the lens unit or irregular shape in a flat form flat on the metal substrate 10 is formed. It is also preferable that the lens portion of the form is formed directly.
  • a light blocking film may be further formed on each side surface of the molding part 50.
  • the light blocking layer may be formed to have a predetermined thickness by being in close contact with each side of the molding part 50, and the light blocking layer may be formed of a black-based EMC that may absorb or reflect light emitted from the LED chip 30. Do.
  • the light blocking film prevents light emitted from the LED chip 30 from leaking to each side of the molding part 50.
  • the metal substrate package 3 is prepared and chopped in a strip form, to which a plurality of metal substrates 10 are connected.
  • the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b which are mutually asymmetrical by the cutout 12 are formed in each metal substrate 10 of the metal substrate package 3 to which the plurality of metal substrates 10 are connected.
  • the chip mounting portion 14 for mounting the LED chip 30 is formed at the center thereof, and the cavity 15 is formed in the chip mounting portion 14.
  • the cavity 15 formed in the chip mounting portion 14 of the metal substrate 10 is preferably formed in the center of the chip mounting portion 14 through the pressing of the press during the punching process using the press.
  • At least one hole 17 is formed through each metal substrate 10, and grooves 18 are formed at the bottom edge and the cutout 12 of the metal substrate 10.
  • the LED chip 30 is mounted on each metal substrate 10 on the metal substrate package 3 having the structure as described above.
  • the LED chip 30 is mounted in the center of the cavity 15 of the chip mounting portion 14, the anode terminal (11a) and the cathode terminal (11b) is formed to be cut asymmetrically to the metal substrate (10). Is electrically connected by wire bonding.
  • the LED chip 30 is directly mounted in the cavity 15 of the metal substrate 10 chip mounting portion 14, thereby improving heat dissipation efficiency of the LED chip 30.
  • the reflective member 15a is first installed on the lower surface of the cavity 15 before the LED chip 30 is mounted in the cavity 15 of the chip mounting unit 14. At this time, the reflective member (15a) is made of a reflective plate is installed on the lower surface of the cavity 15, or made of a reflective material is applied and coated on the lower surface of the cavity (15).
  • the light generated from the LED chip 30 is reflected by the reflecting member 15a installed on the lower surface of the cavity 15 to be irradiated to the front side of the LED chip 30, thereby causing the LED chip.
  • Light loss generated at 30 can be minimized and at the same time reflected as much as possible, the light efficiency of the LED package 1 can be improved.
  • the reflective member 15a is provided on the lower surface of the cavity 15 of the chip mounting portion 14, but the reflective member 15a is also provided on each side of the cavity 15. It is possible.
  • the reflective member 15a is made of white color in order to improve the amount of reflection of light generated from the LED chip 30.
  • one LED chip 30 is mounted on the chip mounting portion 14 of the metal substrate 10, but a plurality of LED chips 30 are mounted on the chip mounting portion 14. It can also be mounted.
  • each of the LED chips 30 is installed at a predetermined interval and arranged in a row or a plurality of rows.
  • a molding part 50 is formed on the metal substrate 10 to form the LED chip 30. Seal.
  • the molding part 50 is preferably made of a transparent EMC (Epoxy Molding Compound), but may be made of a silicon filler or a fluorescent material (Phosphor), a transparent EMC (Epoxy Molding Compound) and a fluorescent material (Phosphor) Alternatively, the silicon filler may be mixed with the phosphor (Phosphor).
  • the lens unit 51 may be formed on the molding unit 50.
  • the lens unit 51 is preferably made of a semi-circular form by a transfer mold, it may be made of various forms and shapes, such as trapezoidal or square.
  • the lens unit 51 formed on the molding unit 50 may be formed in various ways such as a semi-circle shape having a predetermined curved surface, a flat flat shape, or an irregular shape, and may be in various other forms. It is not limited.
  • the molding part 50 and the lens part 51 may be simultaneously formed. That is, when the molding unit 50 is formed on the metal substrate 10, the lens unit 51 is formed on the central portion of the molding unit 50, and the molding unit 50 and the lens unit 51 are formed. It is also possible to form simultaneously.
  • the characteristics of the lens unit 51 can be improved and the manufacturing process of the LED package 1 can be simplified. Due to the manufacturing cost of the LED package 1 can be reduced.
  • the molding part 50 and the lens part 51 may be made of the same material, that is, transparent EMC (Epoxy Molding Compound), but may be made of a silicon filler or a fluorescent material (Phosphor), transparent EMC (Epoxy Molding Compound) and the fluorescent material (Phosphor) or silicon filling solution and the fluorescent material (Phosphor) is preferably made to be mixed.
  • transparent EMC Epoxy Molding Compound
  • fluorescent material Phosphor
  • silicon filling solution and the fluorescent material (Phosphor) is preferably made to be mixed.
  • the molding part 50 is formed on the metal substrate 10 or the molding part 50 and the lens part 51 are simultaneously integrally formed on the metal substrate 10.
  • the molding unit may be formed such that the lens unit 51 is formed in the cavity 15 of the chip mounting unit 14 of the metal substrate 10, and then the molding unit 50 is formed on the metal substrate 10. It is also possible for the 50 to have a structure including the lens portion 51 therein.
  • the lens portion 51 formed on the cavity 15 is formed of a semicircular lens portion 51 having a predetermined curved surface, a flat flat lens portion (not shown), or an irregular shape. It is preferably formed of a lens unit (not shown).
  • only the lens unit 51 may be formed on the metal substrate 10.
  • the molding unit 50 is deleted.
  • the lens unit 51 may be formed with a flat flat lens portion (not shown) or an amorphous lens portion (not shown).
  • the molding part 50 is formed on the metal substrate 10, or the molding part 50 and the lens part 51 are simultaneously integrally formed on the metal substrate 10, After the lens unit 51 is formed in the cavity 15 of the chip mounting unit 14, a molding unit 50 is formed on the metal substrate 10 or the lens unit 51 on the metal substrate 10. Only is formed.
  • the molding part 50 or the lens part 51 when the molding part 50 or the lens part 51 is formed on the metal substrate 10, a part of the molding part 50 or the lens part 51 penetrates the metal substrate 10.
  • the metal substrate 10 and the molding part 50 or the lens part 51 are firmly coupled by being introduced into or injected into at least one hole 17.
  • the molding part 50 or the lens part 51 when the molding part 50 or the lens part 51 is formed on the metal substrate 10 by forming a hole 17 in the metal substrate 10, the molding part 50 or the lens 51. A portion of the portion 51 is introduced into and injected into the hole 17 so that the metal substrate 10 and the molding portion 50 or the lens portion 51 are coupled to each other, but the groove 18 is formed in the metal substrate 10. Forming a molding part 50 or a lens part 51 on the metal substrate 10, a part of the molding part 50 or the lens part 51 flows into and is injected into the groove 18 to be mutually coupled to each other. It is also possible to achieve.
  • each end of the molding part 50 or the lens part 51 may have a lower surface of the metal substrate 10 and The metal substrate 10 and the molding part 50 or the lens part 51 are firmly coupled by being seated and coupled to the groove 18 formed in the cutout 12.
  • each end of the molding part 50 or the lens part 51 is seated and coupled to the groove 18 in a shape surrounding the metal substrate 10 so that the metal substrate 10 and the molding part 50 or the lens The part 51 is doubled and fixed.
  • a light blocking film is further provided on each side or edge of the molding part 50 or the lens part 51 to prevent the light generated from the LED chip 30 from leaking to each side of the LED package 1. It is also possible.
  • the molding part 50 or the lens part 51 is formed, and then the molding part 50 or the lens part 51 is formed.
  • the metal substrate package 3 is separated into each LED package 1 by a punching process, and the separated LED packages are separated. Use (1).

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Abstract

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 금속기판이 절개되어 양극단자와 음극단자를 형성하고, 금속기판의 칩 실장부에 LED 칩을 실장함으로써 LED 칩의 방열 효율을 향상시키고, 칩 실장부에 반사부재가 설치되어 LED 칩에서 발생되는 광을 최대한 반사함으로써 광의 손실을 최소화함과 동시에 발광 효율을 향상시키고, 금속기판에 홀이 형성되어 몰딩부 또는 렌즈부를 홀에 인입 및 고정시킴과 동시에 금속기판의 하부면에 홈이 형성되어 몰딩부 또는 렌즈부를 홈에 인입 및 고정시킴으로써 금속기판과 몰딩부 또는 렌즈부와의 결합력을 향상시킴과 동시에 금속기판과 몰딩부 또는 렌즈부와의 결합력을 견고하게 할 수 있는 LED 패키지를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은, 절개부에 의해 상호 비대칭되게 양극단자와 음극단자로 절개형성되되, 그 상부면 중심부에 칩 실장부가 형성되고, 칩 실장부에 단차지게 캐비티가 형성되는 금속기판; 금속기판 칩 실장부의 캐비티에 실장되되, 양극단자와 음극단자에 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 LED 칩; 및 금속기판 상에 형성되어 LED 칩을 밀봉하되, 그 상부에 렌즈부가 형성되는 몰딩부; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＥＤ 패키지
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 금속기판 상에 LED 칩을 실장하여 방열 효율을 향상시키고, 몰딩부를 형성하여 광의 손실을 최소화함과 동시에 광 발산 효율을 향상시키며, 금속기판에 홀 및 홈을 형성하여 LED 패키지의 결합력을 향상시킬 수 있는 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode, 이하 LED로 지칭함)는 반도체의 pn 접합에 전류를 흘려 보내면 빛이 방출되도록 한 다이오드의 일종으로, 비소화갈륨(GaAs)은 적외선용으로 이용되는 발광다이오드, 비소화갈륨알루미늄(GaAlAs)은 적외선 또는 빨간색용으로 이용되는 발광다이오드, 인화갈륨비소(GaAsP)는 빨간색ㆍ주황색 또는 노란색 용으로 이용되는 발광다이오드, 인화갈륨(GaP)은 빨간색ㆍ녹색 또는 노란색 용으로 이용되는 발광다이오드, 갈륨나이트(GaN)는 희토류 물질인 CrㆍTm 또는 Tb를 활성이온으로 하는 형광체를 혼합하여 백색을 발광하도록 하는 백색 발광다이오드 등이 알려져 있다.
여기서, LED는 램프형(Lamp Type) LED와 표면실장형(SMD : Surface Mount Divice Type) LED로 구분되고, 램프형 LED는 기판의 상측에 2개의 리드 프레임(금속 전극)을 형성한 후 LED 칩을 실장하고, 그 외측에 수지를 몰딩하여 렌즈가 형성되도록 한 것으로서, 열 저항이 크고, 열 방출이 어려워 고출력용으로 활용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
한편, 표면실장형 LED는 세라믹 또는 인쇄회로기판으로 형성된 기판 상에 LED 칩을 본딩하고, 그 상부에 수지를 몰딩하여 렌즈를 형성하는 것으로서, LED 칩에서 발생되는 열을 램프형에 비해 용이하게 방출할 수 있으며, 휘도가 향상되면서 컬러형 전광판과 조명장치 등 여러 분야에서 널리 활용되고 있다.
최근에는, 점차 고출력의 LED 칩이 개발되면서 LED 칩에서 발생되는 열을 효과적으로 배출시키기 위한 기술들이 개발되고 있으며, LED 칩의 열 방출 효율을 보다 향상시키기 위하여 기판을 금속 재질로 형성하고, LED 칩 실장 시 합선(Short)을 방지하기 위하여 금속 기판의 상면에 절연층을 형성한 후 절연층 상에 형성된 회로 패턴을 통하여 LED 칩을 실장하며, 와이어 본딩 등을 통하여 전기적으로 연결이 이루어지도록 한다.
그러나, 금속 기판 상에 형성된 절연층은 열전도 특성이 나쁘기 때문에 금속 기판을 사용하여도 열전도 효율이 저하된다는 문제점이 있었다.
이와 같이, LED 칩의 열방출이 제대로 이루어지지 않으면 반도체 소자의 한 종류인 LED 칩은 방출 파장이 변화하여 황변 현상이 발생되거나, 광의 방출 효율이 감소하게 되는 단점이 있으며, 고온에서 동작시 LED 패키지의 수명이 단축될 수 있어 LED 칩에서 발생되는 열의 방열 구조가 개선되도록 하는 것이 패키징 구조 및 공정의 핵심이라 할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속기판이 절개되어 양극단자와 음극단자를 형성하고, 금속기판의 칩 실장부에 LED 칩을 실장함으로써 LED 칩의 방열 효율을 향상시키고, 칩 실장부에 반사부재가 설치되어 LED 칩에서 발생되는 광을 최대한 반사함으로써 광의 손실을 최소화함과 동시에 발광 효율을 향상시킬 수 있는 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 금속기판의 상에 몰딩부의 형성 시 렌즈부와 몰딩부를 일체로 형성함으로써 제조공정을 간소화할 수 있으며, 금속기판의 칩 실장부 또는 상부 전면에 렌즈부를 형성하여 광의 손실을 최소화함과 동시에 광 발산 효율을 향상시키고, 렌즈부의 형상을 다양하게 형성함으로써 기존 대비 향상된 광 효율을 제공할 수 있으며, 이로 인해 광속을 증가시킴과 동시에 렌즈부의 특성을 향상시킬 수 있는 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 금속기판에 홀이 형성되어 몰딩부 또는 렌즈부를 홀에 인입 및 고정시킴과 동시에 금속기판의 하부면에 홈이 형성되어 몰딩부 또는 렌즈부를 홈에 인입 및 고정시킴으로써 금속기판과 몰딩부 또는 렌즈부와의 결합력을 향상시킴과 동시에 금속기판과 몰딩부 또는 렌즈부와의 결합력을 견고하게 할 수 있는 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 절개부에 의해 상호 비대칭되게 양극단자와 음극단자로 절개형성되되, 그 상부면 중심부에 칩 실장부가 형성되고, 칩 실장부에 단차지게 캐비티가 형성되는 금속기판; 금속기판 칩 실장부의 캐비티에 실장되되, 양극단자와 음극단자에 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 LED 칩; 및 금속기판 상에 형성되어 LED 칩을 밀봉하되, 그 상부에 렌즈부가 형성되는 몰딩부; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 캐비티의 하부면에 상기 LED 칩에서 발생되는 광을 반사하기 위한 반사부재가 구비된다.
이때, 반사부재는 화이트 색상으로 이루어진다.
한편, 금속기판에 몰딩부 또는 렌즈부의 일부가 유입 및 주입되기 위한 홀이 적어도 하나 이상 관통형성된다.
또한, 금속기판의 하부면 가장자리 및 절개부에 몰딩부 또는 렌즈부의 단부가 안착 및 결합되기 위한 홈이 단차지게 형성된다.
한편, 몰딩부 및 렌즈부는 투명 EMC(Epoxy Molding Compound), 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor) 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어진다.
여기서, 칩 실장부의 캐비티에 LED 칩을 밀봉하기 위한 렌즈부가 형성되되, 렌즈부는 소정의 곡면을 갖는 반원 형태 또는 평평한 플랫 형태 또는 비정형 형태 중 어느 하나로 형성된다.
더불어, 금속기판 상에 LED 칩을 밀봉하기 위한 렌즈부가 직접적으로 형성되되, 렌즈부는 소정의 곡면을 갖는 반원 형태 또는 평평한 플랫 형태 또는 비정형 형태 중 어느 하나로 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, LED 칩의 열 방출 및 방열 효율을 향상시키고, 이로 인해 LED 칩의 열적 변형을 최소화하여 황변 현상을 방지할 수 있으며, LED 칩에서 발생되는 광의 손실을 최소화함과 동시에 광을 최대한 반사함으로써 광 조사 효율을 향상시키고, 발광효율 및 발산효율을 향상시키고, 렌즈부를 반원형상, 사다리꼴형상 또는 사각형상 등 다양한 형상으로 변경가능하여 광속이 증가함과 동시에 렌즈부의 특성을 향상시킬 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
또한, 본 발명은, 기존 대비 향상된 광 효율을 제공할 수 있으며, 금속기판과 몰딩부 또는 금속기판과 렌즈부가 금속기판에 형성되는 홀과 홈을 통하여 2중으로 결합됨으로써 LED 패키지의 결합력 및 고정력을 향상시키며, 몰딩부 형성 시 렌즈부를 몰딩부와 동시에 형성하거나, 렌즈부만을 형성함으로써 제조공정을 간소화할 수 있으며, 이로 인해 공정비용, 제조시간 및 제조단가를 절감할 수 있으며, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 2는 A-A'선 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 분해사시도,
도 4는 본 발명에 의한 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 저면사시도,
도 5는 본 발명에 의한 LED 패키지의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 6은 본 발명에 의한 LED 패키지의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 7은 본 발명에 의한 LED 패키지가 다수개로 패키지화된 모습을 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 A-A'선 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 저면사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 LED 패키지의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 LED 패키지의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 LED 패키지가 다수개로 패키지화된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 LED 패키지(1)는 금속기판(10)과 LED 칩(30) 및 몰딩부(50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 금속기판(10)은 판상체로 형성되되, 절개부(12)에 의해 상호 비대칭되게 양 측으로 절개형성되는 양극단자(11a) 및 음극단자(11b)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 금속기판(10)은 정사각형의 판상체로 형성되고, 그 중심부에서 일측으로 편향되는 위치에 절개부(12)가 형성되어 2개로 분리되되, 금속기판(10)의 양 측이 상호 비대칭되게 절개형성되어 양극단자(11a) 및 음극단자(11b)를 형성한다.
그리고, 상기 금속기판(10) 상에 칩 실장부(14)가 형성된다.
여기서, 상기 금속기판(10)은 열전도도가 우수한 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 구리(Cu), 스테인레스 강, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 금속기판(10)은 특성 상 알루미늄(Al) 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 알루미늄(Al)으로 금속기판(10)이 형성될 경우, 금속기판(10)의 칩 실장부(14) 표면은 아노다이징에 의한 산화 피막이 더 형성될 수 있으며, 금속기판(10)의 표면에 산화 피막에 의한 박막의 절연층이 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 금속기판(10)의 칩 실장부(14) 표면을 아노다이징 처리하고, 금속기판(10)에서 절개부(12)에 의해 비대칭되게 분리된 양극단자(11a) 및 음극단자(11b)로 LED 패키지(1)를 제작할 경우, 상기 양극단자(11a)와 음극단자(11b)가 칩 실장부(14)와 접촉되어 발생될 수 있는 전기적인 쇼트를 방지할 수 있다.
여기서, 상기 칩 실장부(14)에는 LED 칩(30)이 실장되기 위한 캐비티(15)가 형성된다. 즉, 상기 금속기판(10)의 상부면 중심부에 칩 실장부(14)가 형성되고, 상기 칩 실장부(14)에 단차지게 캐비티(15)가 형성되고, 상기 캐비티(15)에 적어도 하나 이상의 LED 칩(30)이 실장된다.
여기서, 상기 캐비티(15)에 실장되는 LED 칩(30)의 발광 시 상기 LED 칩(30)의 광을 반사하여 LED 칩(30)의 전방으로 조사하기 위한 반사부재(15a)가 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 하부면에 구비된다.
상기한 바와 같이, 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 하부면에 반사부재(15a)가 구비되어 상기 캐비티(15) 내에 실장된 LED 칩(30)에서 발생되는 광을 반사하여 LED 칩(30) 전방으로 조사시켜 LED 칩(30)의 발광 효율을 향상시킨다.
여기서, 상기 반사부재(15a)는 반사판으로 이루어져 캐비티(15)의 하부면에 접착제 등의 의해 접착설치되어 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광을 반사하도록 이루어지는 것이 바람직하나, 상기 반사부재(15a)가 반사물질로 이루어져 상기 캐비티(15)의 하부면에 도포 및 코팅처리되어 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광을 반사하도록 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 하부면에 구비되는 반사부재(15a)는 LED 칩(30)에서 발생되는 광의 반사량을 최대화하기 위하여 화이트 색상으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
여기서, 상기 금속기판(10)에는 적어도 하나 이상의 홀(17)이 형성된다. 즉, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 후술하는 렌즈부(51)만의 단독 형성 시 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 일부가 유입 및 주입되어 금속기판(10)에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합을 견고하게 하기 위한 홀(17)이 적어도 하나 이상 관통형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 절개부(12)에 의해 비대칭으로 형성되되, 크기가 큰 금속기판(10) 측에 5개의 홀(17)이 형성되고, 크기가 작은 금속기판(10) 측에 2개의 홀(17)과 절개부(12) 가장자리에 반원형상의 홀(17)이 형성되어 있으나, 상기 홀(17)의 갯수 및 위치는 다양하게 변경가능하게 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속기판(10)에 관통형성되는 홀(17)이 원통형상으로 형성되어 있으나, 금속기판(10)에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 형성 시 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합을 견고하게 할 수 있다면 상기 홀(17)의 형상은 반원형상, 삼각형상 또는 사각형상 등 다양하게 변경가능하다.
한편, 상기 금속기판(10)의 하부면 가장자리 및 절개부(12)에 단차지게 홈(18)이 형성된다. 즉, 상기 금속기판(10)에 몰딩부(50) 또는 후술하는 렌즈부(51)만의 형성 시 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 단부가 안착 및 결합되어 금속기판(10)에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합을 견고하게 하기 위한 홈(18)이 금속기판(10)의 하부면 가장자리 및 절개부(12)에 의해 상호 비대칭되게 양 측으로 절개형성되는 부분에 단차지게 형성된다.
이렇게 상기 금속기판(10)의 하부면 가장자리 및 절개부(12)에 홈(18)이 단차지게 형성됨으로써 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 형성 시 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 단부가 금속기판(10)을 감싸는 형상으로 설치되면서 금속기판(10)의 하부면 가장자리에 안착 및 결합된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)만의 형성 시 금속기판(10)에 관통형성되는 홀(17)에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 일부가 인입 및 주입되어 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합을 1차적으로 견고하게 되고, 상기 금속기판(10)의 하부면 가장자리 및 절개부(12)에 단차지게 형성되는 홈(18)에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 단부가 안착 및 결합되어 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합을 2차적으로 견고해짐으로써 상기 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)가 2중으로 결합되어 고정된다.
상기 LED 칩(30)은 상기 금속기판(10)의 칩 실장부(14)에 형성되는 캐비티(15)에 실장되고, 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 실장된 LED 칩(30)은 와이어 본딩(미도시)에 의해 금속기판(10)의 양극단자(11a) 및 음극단자(11b)에 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 LED 칩(30)은 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 중심부에 실장되어 칩 실장부(14) 상에서의 발광 효율이 균일하게 유지되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 LED 칩(30)이 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 중심부에 1개 설치되어 있으나, 상기 LED 칩(30)이 상기 금속기판(10)의 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 적어도 하나 이상의 다수개로 실장되는 것도 가능하며, 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 다수개의 LED 칩(30)이 실장될 경우, 상기 LED 칩(30)은 일정한 간격을 이루며, 일렬 또는 다수열로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 몰딩부(50)는 상기 금속기판(10)의 상부에 형성된다. 즉, 상기 몰딩부(50)는 상기 LED 칩(30)이 칩 실장부(14)에 실장된 금속기판(10) 상에 형성되어 LED 칩(30)을 밀봉한다.
여기서, 상기 몰딩부(50)는 LED 칩(30)에서 발생되는 광의 굴절률을 향상시키기 위하여 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 몰딩부(50)가 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어져 있으나, 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 상기 몰딩부(50)가 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)와 형광물질(Phosphor) 또는 실리콘 충진액과 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 몰딩부(50)가 투명 EMC(Epoxy Molding Compound), 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor) 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어져 있으나, 상기 금속기판(10) 상에 형성되어 LED 칩(30)에서 발생되는 광의 투과율, 굴절률 및 반사 효율을 향상시킬 수 있다면 상기 금속기판(10) 상에 형성되는 몰딩부(50)의 재질은 다양하게 변경실시가능하다.
또한, 상기 몰딩부(50)는 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광의 굴절률이 향상되도록 투명 EMC 또는 실리콘 충진액에 파장 변환물질을 첨가하여 형성하는 것도 가능하며, 굴절률 향상에 의한 발광 효율이 개선된다면 기타 다양한 물질이 첨가되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 몰딩부(50) 상에는 소정의 곡면을 갖는 반원 형태의 렌즈부(51)가 형성되되, 상기 렌즈부(51)는 몰딩부(50)와 동일한 재질의 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어진다.
이때, 상기 렌즈부(51)는 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)와 일체로 동시에 형성되는 것이 바람직하나, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)를 먼저 형성한 후 상기 몰딩부(50) 상부에 렌즈부(51)를 설치하는 등 개별적으로 형성되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 몰딩부(50)와 렌즈부(51)를 동일한 재질의 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)로 형성하고, 상기 몰딩부(50)와 렌즈부(51)를 일체로 동시에 형성할 경우, 몰딩부(50)에 렌즈부(51)를 별도로 형성하기 위한 공정의 삭제가 가능하고, 이로 인해 제작공정을 간소화할 수 있다.
여기서, 상기 렌즈부(51)는 상기 LED 칩(30)이 실장된 칩 실장부(14)를 갖는 금속기판(10) 상에 형성되는 몰딩부(50) 상에 형성되되, 상기 LED 칩(30)이 실장된 영역의 상부에만 소정의 곡면을 갖도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 몰딩부(50) 상에 렌즈부(51)가 소정의 곡면을 갖는 반원 형태로 형성되어 있으나, 상기 렌즈부(51)가 사다리꼴 형태 또는 사각 형태 등 다양한 형태 및 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 몰딩부(50) 상에 소정의 곡면을 갖는 반원 형태의 렌즈부(51)가 형성되어 있으나, 상기 몰딩부(50) 상에 평평한 플랫(Flat) 형태의 렌즈부(미도시) 또는 비정형 형태의 렌즈부(미도시)가 형성되는 것도 바람직하고, 기타 다양한 형태로도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 렌즈부(51)가 몰딩부(50) 상에 형성되어 있으나, 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 렌즈부(51)가 상기 금속기판(10) 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 형성되는 것도 가능하다. 즉, 상기 LED 칩(30)이 실장되는 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 렌즈부(51)가 형성되고, 상기 렌즈부(51)가 형성되는 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)를 형성하여 상기 렌즈부(51)가 몰딩부(50) 내에 형성되는 것도 가능하다.
이때에도, 상기 렌즈부(51)는 소정의 곡면을 갖는 반원 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 상기 렌즈부(51)가 평평한 플랫 형태 또는 비정형 형태로 이루어지는 것도 바람직하다.
또한, 상기 렌즈부(51)가 상기 금속기판(10) 상에 형성되는 것도 가능하다. 즉, 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 금속기판(10) 상에 소정 곡면을 갖는 반원 형태의 렌즈부(51)만이 형성하는 것도 가능하며, 이때 상기 금속기판(10) 상에 형성되는 몰딩부(50)는 삭제된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속기판(10) 상에 직접적으로 형성되는 렌즈부(51)가 소정 곡면을 갖는 반원 형태로 이루어져 있으나, 상기 금속기판(10)에 평평한 플랫 형태의 렌즈부 또는 비정형 형태의 렌즈부가 직접적으로 형성되는 것도 바람직하다.
한편, 상기 몰딩부(50)의 각 측면에 광 차단막이 더 형성되는 것도 가능하다. 상기 광 차단막은 몰딩부(50)의 각 측면에 밀착되어 소정의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 LED 칩(30)에서 발광되는 광이 흡수 또는 반사될 수 있는 블랙 계열의 EMC로 구성되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 상기 광 차단막은 상기 LED 칩(30)에서 발광되는 광이 몰딩부(50)의 각 측면으로 새어나가는 것을 방지한다.
이하, 본 발명에 의한 LED 패키지의 제조방법을 설명한다.
먼저, 스트립 형태로 제조 및 제단되되, 다수개의 금속기판(10)이 연결되는 금속기판 패키지(3)를 준비한다.
여기서, 다수개의 금속기판(10)이 연결되는 금속기판 패키지(3)의 각 금속기판(10)에는 절개부(12)에 의해 상호 비대칭되는 양극단자(11a)와 음극단자(11b)가 절개형성되고, 그 중심부에 LED 칩(30)이 실장되기 위한 칩 실장부(14)가 형성되되, 상기 칩 실장부(14)에 캐비티(15)가 형성된다.
이때, 상기 금속기판(10)의 칩 실장부(14)에 형성되는 캐비티(15)는 프레스를 이용한 펀칭공정 시 프레스의 압착을 통하여 칩 실장부(14)의 중심부에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 각 금속기판(10)에 적어도 하나 이상의 홀(17)이 관통형성되고, 그 하부면 가장자리 및 절개부(12)에 단차지게 홈(18)이 형성된다.
상기한 바와 같은 구조로 이루어지는 금속기판 패키지(3) 상의 각 금속기판(10)에 LED 칩(30)을 각각 실장한다.
이때, 상기 LED 칩(30)은 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 중심부에 실장되고, 상기 금속기판(10)에 상호 비대칭되게 절개형성되는 양극단자(11a)와 음극단자(11b)에 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결된다.
이렇게 상기 금속기판(10) 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 내에 LED 칩(30)이 직접 실장됨으로써 LED 칩(30)의 방열 효율이 향상된다.
여기서, 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 LED 칩(30)을 실장하기 전에 상기 캐비티(15) 하부면에 반사부재(15a)를 먼저 설치한다. 이때, 상기 반사부재(15a)가 반사판으로 이루어져 캐비티(15) 하부면에 설치되거나, 반사물질로 이루어져 캐비티(15) 하부면에 도포 및 코팅설치된다.
상기한 바와 같이, 상기 캐비티(15)의 하부면에 설치되는 반사부재(15a)에 의하여 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 반사되어 LED 칩(30)의 전방측으로 조사되고, 이로 인해 LED 칩(30)에서 발생돠는 광의 손실을 최소화함과 동시에 최대한 반사함으로써 LED 패키지(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 반사부재(15a)가 칩 실장부(14)의 캐비티(15) 하부면에 설치되어 있으나, 상기 반사부재(15a)가 캐비티(15)의 각 측면에 설치되는 것도 가능하다.
한편, 상기 반사부재(15a)는 LED 칩(30)에서 발생되는 광의 반사량을 향상시키기 위하여 화이트 색상으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속기판(10)의 칩 실장부(14)에 하나의 LED 칩(30)이 실장되도록 이루어져 있으나, 상기 칩 실장부(14)에 다수개의 LED 칩(30)일 실장되는 것도 가능하다. 이렇게 상기 칩 실장부(14)에 다수개의 LED 칩(30)을 실장할 경우, 상기 각 LED 칩(30)은 일정 간격으로 설치됨과 동시에 일렬 또는 다수열로 배치된다.
상기한 바와 같이, 상기 금속기판(10)의 칩 실장부(14) 상에 LED 칩(30)을 실장한 후 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)를 형성하여 LED 칩(30)을 밀봉한다.
여기서, 상기 몰딩부(50)는 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어지는 것이 바람직하나, 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 것도 가능하고, 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)와 형광물질(Phosphor) 또는 실리콘 충진액과 형광물질(Phosphor)로 혼합되는 것도 가능하다.
한편, 상기 몰딩부(50) 상에 렌즈부(51)를 형성하는 것도 가능하다. 이때, 상기 렌즈부(51)는 트랜스퍼 몰드(Transfer Mold)에 의해 반원 형태로 이루어지는 것이 바람직하나, 사다리꼴 형태 또는 사각 형태 등 다양한 형태 및 형상으로 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 상기 몰딩부(50) 상에 형성되는 렌즈부(51)가 소정의 곡면을 갖는 반원 형태 또는 평평한 플랫 형태 또는 비정형 형태 등 다양하게 형성되는 것도 바람하고, 기타 다양한 형태로도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
여기서, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)의 형성 시 몰딩부(50)와 렌즈부(51)를 동시에 형성하는 것도 가능하다. 즉, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)의 형성 시 상기 몰딩부(50)의 중심부 상에 렌즈부(51)를 형성하되, 상기 몰딩부(50)와 렌즈부(51)를 동시에 형성하는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 몰딩부(50) 및 렌즈부(51)를 일체로 동시에 형성함으로써 렌즈부(51)의 특성을 향상시킴과 동시에 LED 패키지(1)의 제조공정을 간소화할 수 있으며, 이로 인해 LED 패키지(1)의 제조 시 제조 단가를 절감할 수 있다.
이때에도, 상기 몰딩부(50)와 렌즈부(51)는 동일한 재질, 즉 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어지는 것이 바람직하나, 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 것도 가능하고, 투명 EMC(Epoxy Molding Compound)와 형광물질(Phosphor) 또는 실리콘 충진액과 형광물질(Phosphor)로 혼합되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)를 형성하거나, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 및 렌즈부(51)를 동시에 일체로 형성하도록 이루어져 있으나, 상기 금속기판(10) 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 렌즈부(51)를 형성한 후 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)를 형성하는 등 상기 몰딩부(50)가 그 내부에 렌즈부(51)를 포함하는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.
이때에도, 상기 캐비티(15) 상에 형성되는 렌즈부(51)는 소정의 곡면을 갖는 반원형상의 렌즈부(51)로 형성되거나, 평평한 플랫형상의 렌즈부(미도시)로 형성되거나, 비정형형상의 렌즈부(미도시)로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속기판(10) 상에 렌즈부(51)만을 형성하는 것도 가능하며, 금속기판(10) 상에 렌즈부(51)만을 형성할 경우, 상기 몰딩부(50)는 삭제된다.
즉, 상기 금속기판(10) 상에 소정 곡면을 갖는 반원 형태의 렌즈부(51)만을 직접적으로 형성하는 것도 가능하고, 금속기판(10) 상에 렌즈부(51)를 형성할 경우, 몰딩부(50)는 삭제가능하게 이루어진다. 여기서, 상기 렌즈부(51)는 평평한 플랫형상의 렌즈부(미도시) 또는 비정형형상의 렌즈부(미도시)가 형성되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)만이 형성되거나, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)와 렌즈부(51)가 동시에 일체로 형성되거나, 상기 칩 실장부(14)의 캐비티(15)에 렌즈부(51)가 형성된 후 금속기판(10) 상에 몰딩부(50)가 형성되거나, 상기 금속기판(10) 상에 렌즈부(51)만이 형성된다.
이렇게 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)를 형성할 경우, 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 일부가 금속기판(10) 상에 관통형성되는 적어도 하나 이상의 홀(17)에 유입 및 주입되어 상기 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합이 견고해진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속기판(10)에 홀(17)을 형성하여 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 형성 시 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 일부가 홀(17) 내로 유입 및 주입되어 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)가 결합되도록 이루어져 있으나, 상기 금속기판(10)에 홈(18)을 형성하여 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 형성 시 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 일부가 홈(18) 내로 유입 및 주입되어 상호 결합되도록 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)를 형성할 경우, 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 각 단부가 금속기판(10) 하부면 및 절개부(12)에 형성되는 홈(18)에 안착 및 결합되어 상기 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 결합이 견고해진다.
상기한 바와 같이, 상기 금속기판(10) 상에 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 형성 시 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 일부가 홀(17)에 인입 및 주입됨과 동시에 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 각 단부가 금속기판(10)을 감싸는 형상으로 홈(18)에 안착 및 결합됨으로써 상기 금속기판(10)과 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)가 2중으로 결합 및 고정된다.
여기서, 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)의 각 측면 또는 가장자리에 광 차단막이 더 구비되어 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 LED 패키지(1)의 각 측면으로 누출되는 것을 방지하는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 각 금속기판(10)에 LED 칩(30)을 실장한 후 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)를 형성한 다음 상기 몰딩부(50) 또는 렌즈부(51)를 경화시켜 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이, 각각의 LED 패키지(1)를 제작한 후 상기 금속기판 패키지(3)를 펀칭공정에 의해 각각의 LED 패키지(1)로 분리하고, 분리된 각 LED 패키지(1)를 사용한다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
1 : LED 패키지, 3 : 금속기판 패키지,
10 : 금속기판, 11a : 양극단자,
11b : 음극단자, 12 : 절개부,
14 : 칩 실장부, 15 : 캐비티,
15a : 반사부재, 17 : 홀,
18 : 홈, 30 : LED 칩,
50 : 몰딩부, 51 : 렌즈부.

Claims (8)

  1. 절개부에 의해 상호 비대칭되게 양극단자와 음극단자로 절개형성되되, 그 상부면 중심부에 칩 실장부가 형성되고, 상기 칩 실장부에 단차지게 캐비티가 형성되는 금속기판;
    상기 금속기판 칩 실장부의 캐비티에 실장되되, 상기 양극단자와 음극단자에 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 LED 칩; 및
    상기 금속기판 상에 형성되어 상기 LED 칩을 밀봉하되, 그 상부에 렌즈부가 형성되는 몰딩부;
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐비티의 하부면에 상기 LED 칩에서 발생되는 광을 반사하기 위한 반사부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 반사부재는 화이트 색상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속기판에 몰딩부 또는 렌즈부의 일부가 유입 및 주입되기 위한 홀이 적어도 하나 이상 관통형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속기판의 하부면 가장자리 및 절개부에 몰딩부 또는 렌즈부의 단부가 안착 및 결합되기 위한 홈이 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부 및 렌즈부는 투명 EMC(Epoxy Molding Compound), 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor) 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 칩 실장부의 캐비티에 LED 칩을 밀봉하기 위한 렌즈부가 형성되되, 상기 렌즈부는 소정의 곡면을 갖는 반원 형태 또는 평평한 플랫 형태 또는 비정형 형태 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속기판 상에 LED 칩을 밀봉하기 위한 렌즈부가 직접적으로 형성되되, 상기 렌즈부는 소정의 곡면을 갖는 반원 형태 또는 평평한 플랫 형태 또는 비정형 형태 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
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