WO2018034454A1 - 자외선 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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WO2018034454A1
WO2018034454A1 PCT/KR2017/008439 KR2017008439W WO2018034454A1 WO 2018034454 A1 WO2018034454 A1 WO 2018034454A1 KR 2017008439 W KR2017008439 W KR 2017008439W WO 2018034454 A1 WO2018034454 A1 WO 2018034454A1
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cavity
light emitting
emitting diode
diode package
sidewall
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박병규
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서울바이오시스주식회사
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    • H01L2924/12041—LED

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting diode package, and more particularly, to an ultraviolet (UV) light emitting diode package.
  • UV ultraviolet
  • gallium nitride-based light emitting diodes Since the development of gallium nitride-based light emitting diodes, the field of application has been extended to the ultraviolet region as well as the visible region. Since the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diodes are absorbed and lost by a general silicone resin or an epoxy resin, such a resin is used as a sealing resin for the ultraviolet light emitting diodes.
  • a protection element is mounted together in the LED package to protect the LED from high voltage such as surge.
  • various problems occur. For example, in order to adjust the profile of light emitted from the light emitting diode, the cavity area in which the light emitting diode is mounted needs to be symmetrical.
  • the protection element it is difficult to form a cavity region in which the light emitting diode is mounted in a symmetrical structure.
  • the light emitting diode and the protection element are mounted within the limited sidewall of the package, it is difficult to miniaturize the package.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting diode package suitable for ultraviolet light emitting diodes.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting diode package that can be miniaturized while mounting a protection device together.
  • a base substrate having a first electrode and a second electrode;
  • a housing disposed on the base substrate, the housing having sidewalls defining a first cavity for mounting a light emitting diode;
  • a light emitting diode mounted in the first cavity and electrically connected to the first and second electrodes;
  • a transparent plate spaced apart from the light emitting diode and disposed on the sidewall.
  • a light emitting diode package comprising: a base substrate having a first electrode and a second electrode; A sidewall disposed on the base substrate, the sidewall defining a first cavity for mounting a light emitting diode, and the sidewall defining a second cavity for mounting a protection element, wherein a portion of the sidewall of the second cavity is the light emitting diode; A housing open to communicate with the outside of the package; A light emitting diode mounted in the first cavity and electrically connected to the first and second electrodes; And a protection device mounted in the second cavity.
  • an ultraviolet light emitting diode package suitable for emitting ultraviolet rays as well as suitable for use in a high temperature environment may be provided by adopting a transparent plate.
  • a transparent plate By distinguishing the cavity in which the light emitting diode and the protection element are mounted, and by installing the protection element in an open structure cavity, it is possible to easily control the directing pattern of the emitted light and to secure a working space, thereby providing a light emitting diode package that can be miniaturized. Can be.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cutaway perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a bottom perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • 6 to 10 are schematic perspective views illustrating a light emitting diode package manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view illustrating a light emitting diode package according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • 16 and 17 are schematic cross-sectional views for explaining the antireflective coating.
  • FIG. 18 is a graph for describing reflectance according to a wavelength of a silicon molding compound SMC.
  • a light emitting diode package includes a base substrate having a first electrode and a second electrode; A housing disposed on the base substrate, the housing having sidewalls defining a first cavity for mounting a light emitting diode; A light emitting diode mounted in the first cavity and electrically connected to the first and second electrodes; And a transparent plate spaced apart from the light emitting diode and disposed on the sidewall.
  • the wavelength converting plate may include glass or quartz.
  • a sidewall of the first cavity may surround the first cavity.
  • at least some of the side walls of the first cavity may be opened.
  • the light emitting diode is not particularly limited, and may be, for example, a flip chip, vertical or horizontal light emitting diode.
  • the center of the light emitting diode may be aligned with the center of the transparent plate. In contrast, the center of the light emitting diode may deviate from the center of the transparent plate.
  • the side wall of the first cavity may have a groove formed along the first cavity on an upper surface thereof.
  • the adhesive is prevented from spreading widely to improve process reliability.
  • the inside of the first cavity may be an empty space.
  • the light emitting diode package may further include a transparent resin covering the light emitting diode in the first cavity.
  • the transparent resin can partially or completely fill the first cavity.
  • the transparent plate may be used in an exposed state without a sealing resin.
  • the light emitting diode package may further include a sealing resin that at least partially fills the space around the transparent plate.
  • the sealing resin may be a transparent resin or a white reflective resin.
  • the base substrate includes an insulating substrate, and the first and second electrodes each include an upper lead disposed on the insulating substrate; A lower lead disposed under the insulating substrate; And a via penetrating the insulating substrate to connect the upper lead and the lower lead.
  • the base substrate may include an aluminum nitride substrate.
  • Aluminum nitride substrates have good heat dissipation and high temperature durability, making them suitable for use in high temperature environments.
  • the light emitting diode package may further include a protection device.
  • the housing further includes sidewalls defining a second cavity for mounting the protection element, wherein the protection element may be mounted in the second cavity. By mounting a protection element, a light emitting diode can be protected from a surge.
  • the sidewall of the second cavity may be opened to communicate with the outside of the LED package.
  • the first cavity and the second cavity may share sidewalls. That is, the first cavity and the second cavity may be separated from each other by the side wall.
  • a protective element in the first cavity, so that the shape of the first cavity can be easily controlled, and in particular, the first cavity can be formed in a symmetrical structure.
  • the directing pattern of the light emitted from the light emitting diode can be easily controlled.
  • first cavity and the second cavity may communicate with each other. That is, a part of the sidewall positioned between the first cavity and the second cavity may be opened or the first cavity and the second cavity may be connected without the sidewall.
  • a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention, the base substrate having a first electrode and a second electrode; A sidewall disposed on the base substrate, the sidewall defining a first cavity for mounting a light emitting diode, and the sidewall defining a second cavity for mounting a protection element, wherein a portion of the sidewall of the second cavity is the light emitting diode; A housing open to communicate with the outside of the package; A light emitting diode mounted in the first cavity and electrically connected to the first and second electrodes; And a protection element mounted in the second cavity.
  • the first cavity and the second cavity may be spaced apart or communicated with each other by sidewalls shared with each other.
  • the first cavity may have a size more than twice the second cavity.
  • the first cavity may be disposed on a central area of the base substrate.
  • the LED package can emit light to the outside from the central area.
  • the first cavity may have a rotationally symmetrical shape.
  • the first cavity may have a 180 degree rotational symmetry, a 90 degree rotational symmetry shape, or may have a circular shape.
  • the first cavity may have a square shape.
  • the second cavity may have an elongated shape along one side edge of the base substrate, and may have a rectangular shape.
  • a method of manufacturing a light emitting diode package includes: providing a base substrate having a plurality of pairs of first and second electrodes, forming a housing having cavities on the base substrate, and disposing light emitting diodes and protection elements in the cavities; Mounting and dividing the base substrate and the housing, wherein the housing includes a pair of first cavities facing each other and a second cavity disposed between the first cavities, wherein the light emitting diodes Mounted in one cavities, the protection elements are mounted in the second cavity, and when dividing the housing, the second cavity is split.
  • the protection elements are disposed in the second cavity and the second cavity is divided, it is easy to secure a work space for mounting the protection elements, thereby miniaturizing the LED package.
  • two protection elements may be mounted in the second cavity, and the two protection elements may be separated from each other by dividing the base substrate and the housing.
  • the two protection elements are each included in a separate LED package.
  • the method of manufacturing the LED package may further include attaching a transparent plate covering the first cavities before dividing the base substrate and the housing. Furthermore, the light emitting diode package manufacturing method may further include forming a sealing resin filling the second cavity and at least partially filling the space around the transparent plate.
  • the first cavity may be sealed by a transparent plate, and thus the interior may remain as an empty space.
  • the light emitting diode in the first cavity may cover the transparent resin.
  • the transparent resin may fill the first cavity, and may help the transparent plate to be attached on the sidewall of the first cavity.
  • first cavities different pairs of first and second electrodes are exposed to the first cavities, and the second cavity exposes two pairs of first and second electrodes, and two protection elements are disposed on the first cavities. It may be mounted on two pairs of the first electrode and the second electrode exposed in the two cavity, respectively.
  • the pair of different first and second electrodes may be arranged to have a 180-degree rotational symmetry structure.
  • light emitting diode packages having the same structure may be provided.
  • the first cavities and the second cavity may have a square shape.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cutaway perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a bottom perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode package includes a base substrate 10, a housing 20, a light emitting diode 30, and a protection element 40, and further, a transparent plate 50.
  • the sealing resin 60 may be further included.
  • the base substrate 10 may include an insulating substrate 11, first electrodes 13a, 13b, and 13c, and second electrodes 15; 15a, 15b, and 15c, and may further include a heat radiation pad 17.
  • the insulating substrate 11 may be a ceramic substrate and may include, for example, an AlN substrate. AlN substrate has high temperature durability and good heat dissipation.
  • the first electrode 13 and the second electrode 15 have upper leads 13a and 15a, lower leads 13c and 15c and vias 13b and 15b, respectively.
  • the upper leads 13a and 15a are disposed on the upper surface of the insulating substrate 11.
  • the lower leads 13c and 15c are disposed on the bottom surface of the insulating substrate 11, and the vias 13b and 15b penetrate the insulating substrate 11, respectively, to pass the upper leads 13a and 15a to the lower leads ( 13c, 15c).
  • the first and second electrodes 13 and 15 may have a multilayer structure, for example, a multilayer structure in which a Ni layer / Cu layer / Au layer is stacked.
  • the Ni layer is used to improve the adhesion of the electrode patterns to the AlN substrate
  • the Au layer is used to prevent oxidation of the Cu layer, and is also used to improve the adhesion to the light emitting diode 30 described later.
  • the Cu layer is used for current and heat transfer, and may be relatively thick compared to the Ni layer and Au layer.
  • the first and second electrodes 13 and 15 of the present invention are not limited to the metal layers.
  • the heat radiating pad 17 is disposed between the first and second lower leads 13c and 15c and is electrically insulated from the first and second lower leads 13c and 15c.
  • the heat dissipation pad 17 is in contact with the printed circuit board, and in particular, may be in contact with a metal such as a metal PCB to help heat dissipation.
  • the heat dissipation pad 17 may be formed of the same material as the first and second electrodes 13 and 15.
  • the first and second upper leads 13a and 15a are disposed in parallel to each other, and the first and second lower leads 13c and 15c are disposed in parallel to each other.
  • the heat dissipation pad 17 has a wider width than the first and first lower leads 13c and 15b and is disposed in parallel therewith.
  • the first and second upper leads 13a and 15a and the first and second lower leads 13c and 15c are disposed to be orthogonal to each other.
  • the first and second vias 13b and 15b may be formed in an area where the first and second upper leads 13a and 15a and the first and second lower leads 13c and 15c intersect, respectively. . Since the first and second upper leads 13a and 15a are disposed to be orthogonal to the heat radiating pad 17, the heat dissipation characteristics may be further improved by increasing the area of the area where they cross.
  • the present invention is not limited to the first and second upper leads 13a and 15a and the first and second lower leads 13c and 15c disposed to cross each other, and the first and second upper leads.
  • the fields 13a and 15a may be disposed parallel to the first and second lower leads 13c and 15c.
  • the first and second upper leads 13a and 15a are not limited to being arranged in parallel, and may be variously modified according to the type of light emitting diode.
  • the housing 20 has a first cavity C1 and a second cavity C2.
  • the first cavity C1 defines a region in which the light emitting diode 30 is mounted
  • the second cavity C2 defines a region in which the protection element 40 is mounted.
  • the first cavity C1 may be disposed in the central area of the package.
  • the first cavity C1 is surrounded by the side wall 21.
  • the side wall 21 may have an inclined surface to reflect light emitted from the light emitting diode 30.
  • the first cavity C1 may have a rotationally symmetrical shape when viewed in plan, and may have a rectangular, in particular square, shape.
  • the rotation symmetry here does not mean only the rotating body, and includes the same shape is maintained when rotating at a specific angle, such as 60 degrees, 90 degrees, 120 degrees or 180 degrees.
  • the first cavity C1 is completely surrounded by the sidewall 21, but in another exemplary embodiment, a part of the sidewall 21 of the first cavity C1 may be opened.
  • the shape of the first cavity C1 is not limited to the quadrangle and may have various shapes as necessary.
  • a groove 23g may be formed along the upper surface 23 of the side wall 21.
  • the groove 23g prevents the adhesive or the like from flowing to other areas when attaching the transparent plate 50.
  • the second cavity C2 has a shape in which some sidewalls are open.
  • the second cavity C2 may communicate with the outside of the package. Since the sidewall of the second cavity C2 is opened, when the protection device 40 is mounted, an outer area of the package may be used as a work space, thereby miniaturizing the LED package.
  • the first cavity C1 and the second cavity C2 may be disposed at both sides with a part of the sidewall 21 interposed therebetween. That is, the first cavity C1 and the second cavity C2 share a part of the sidewall 21. Accordingly, as shown in FIG. 5, the side wall 21 may have an inner wall surface 21a positioned on the side of the first cavity C1 and an inner wall surface 21b positioned on the side of the second cavity C2. have. On the other hand, the inner wall surface 21a located on the side of the first cavity C1 is inclined more gently than the inner wall surface 21b located on the side of the second cavity C2 to reflect the light emitted from the light emitting diode 30. Can lose.
  • the second cavity C2 has a smaller size than the first cavity C1.
  • the first cavity C1 may be two times larger than the second cavity C2.
  • the second cavity C2 may have an elongated shape, for example, an elongated rectangular shape, along one edge of the base substrate 10.
  • the first cavity C1 and the second cavity C2 are formed by the housing 20, and the first electrode 13 and the second electrode 15, in particular, the first and second upper leads 13a, 15a).
  • the housing 20 may be formed of a material different from the insulating substrate 11, for example, a thermosetting or thermoplastic resin.
  • the housing 20 may be formed of a resin having high reflectance, and may be formed of, for example, poly phthal amide (PPA), poly cyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT), epoxy molding compount (EMC), or silicone molding compound (SMC).
  • PPA poly phthal amide
  • PCT poly cyclohexylenedimethylene terephthalate
  • EMC epoxy molding compount
  • SMC silicone molding compound
  • the silicon molding compound (SMC) is resistant to high temperatures and has a high reflectance, so that the silicon molding compound (SMC) may be suitably used in a light emitting diode package requiring high power such as an automobile head lamp.
  • the SMC has a higher reflectance in the ultraviolet region than the epoxy molding compound (EMC), and thus may be used as a reflector that emits ultraviolet rays without a reflecting cup
  • the upper surface of the housing 20 may have a stepped shape.
  • the housing 20 may include a top surface 27, a middle top surface 25, and a side surface 21, an upper surface 23, between which step portions 25w and 27w may be located. Can be.
  • the upper surface 23 of the side wall 21 prevents the adhesive used to adhere the transparent plate 50 to spread to the wide side of the housing 20. Therefore, even when more than necessary adhesive is used, the adhesive can gather around the side of the transparent plate 50 to improve the adhesive force of the transparent plate 50.
  • the stepped portions 25w and 27w and the middle upper surface 25 increase the adhesive area of the transparent resin 60 formed around the transparent plate 50 so that the transparent resin 60 is peeled off from the housing 20. To prevent them.
  • the double stepped top surface structure is illustrated and described, but is not limited thereto, and more top surfaces may be formed.
  • the upper end surface 27 constitutes an edge of the housing 20. However, due to the open sidewall of the second cavity C2, a part of the edge has a broken shape. In addition, a cathode mark 27a is formed on a part of the uppermost end face 27 to designate the position of the cathode electrode.
  • the light emitting diode 30 is disposed on the first and second upper leads 13a and 15a in the first cavity C1.
  • the light emitting diode 30 may be a light emitting diode emitting blue or ultraviolet rays as a gallium nitride-based inorganic semiconductor light emitting diode.
  • the light emitting diode 30 is a light emitting diode that can be mounted without a bonding wire, for example, may be a flip chip type light emitting diode.
  • the present invention is not limited thereto, and in another embodiment, may be a vertical or horizontal light emitting diode using a bonding wire.
  • the protection element 40 protects the light emitting diode 30 from a high voltage such as a surge.
  • the protection element 40 may be, for example, a transient voltage suppressor (TVS) diode or a zener diode.
  • TVS transient voltage suppressor
  • the transparent plate 50 covers the first cavity C1.
  • the transparent plate 50 may be formed of, for example, glass or quartz.
  • a rigid plate that transmits ultraviolet rays may be used as the transparent plate 50.
  • the upper surface of the transparent plate 50 may be positioned above the upper surface 23 of the side wall 21, may be positioned below the uppermost surface 27 of the housing 20, and may be positioned above the intermediate surface 25.
  • the present invention is not limited thereto, and the upper surface of the transparent plate 50 may be located above the upper end surface 27.
  • the transparent plate 50 may be processed into a lens shape, and is stronger than the conventional sealing resin and has high temperature durability.
  • the transparent plate 50 may have a rectangular in particular square shape.
  • the transparent plate 50 may be attached to the side wall 21 using silicon or epoxy. At this time, the silicone or epoxy used as the adhesive is guided by the groove 23g, so that it is prevented from spreading to the first cavity C1, the second cavity C2, or another part of the housing 20.
  • the sealing resin 60 fills some space around the transparent plate 50.
  • the sealing resin 60 may cover the upper surface 23 and the intermediate surface 25 of the side wall 21, and may cover the stepped portion 25w and at least a portion of the stepped portion 27w.
  • the sealing resin 60 also covers the side of the transparent plate 50 so that the transparent plate 50 is firmly adhered to the housing 20.
  • the sealing resin 60 may also fill the second cavity C2 of the housing 20.
  • the sealing resin 60 may be formed of transparent silicone or epoxy.
  • the first cavity C1 is covered with the transparent plate 50 to prevent the sealing resin 60 from penetrating into the first cavity C1. Can be. Therefore, the first cavity C1 may remain in the empty space.
  • the present invention is not limited thereto, and the light emitting diode 30 in the first cavity C1 may be covered with a transparent resin.
  • the transparent resin may fill part of the first cavity C1 or completely fill the first cavity C1. This will be described later with reference to FIG. 12.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • the LED package according to the present embodiment is generally similar to the LED package of the above-described embodiment, but there is a difference in that the sealing resin 60 is formed of a white reflector.
  • the white reflector may be formed of a material in which a white pigment is mixed with a resin such as silicone or epoxy.
  • a reflector such as polycarbonate or PCT may be used as the sealing resin.
  • the sealing resin 60 By forming the sealing resin 60 using the white reflector, the light emitted from the light emitting diode package can generally be emitted to the outside only through the transparent plate 50. Thus, unwanted light can be prevented from being emitted through the sealing resin 60 so that the directivity distribution of the light can be easily controlled.
  • 6 to 10 are schematic perspective views illustrating a light emitting diode package manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
  • the dashed lines in the figures indicate the positions to be divided.
  • the base substrate 10 includes a plurality of pairs of the first electrode 13 and the second electrode 15. Although only the first and second upper leads 13a and 15a are shown in the drawing, the first and second vias 13b and 15b and the first and second lower leads as described with reference to FIGS. 13c and 15c are also included. Although two different pairs of the first electrode 13 and the second electrode 15 are shown in FIG. 6, more pairs may be provided on the base substrate 10.
  • the two pairs of the first electrode 13 and the second electrode 15 may be disposed in a 180 degree rotationally symmetrical structure. They again form a pair. A plurality of such pairs may be disposed on the base substrate 10.
  • the first electrode 13 and the second electrode 15 are described as being arranged in a symmetrical structure, the shape and structure of the first electrode 13 and the second electrode 15 may be variously modified.
  • a housing 20 is formed on the base substrate 10.
  • the housing 20 may be formed of a resin having high reflectance.
  • the housing 20 may be formed on the base substrate 10 using molding techniques.
  • the housing 20 includes a pair of first cavities C1 and a second cavity C2 disposed between these first cavities.
  • the second cavity C2 may be formed to have the same size as the first cavity C1, but may be smaller than the first cavity C1 because a relatively small protective element is mounted.
  • the pair of first cavities C1 expose different first upper leads 13a and second upper leads 15a, respectively.
  • the second cavity C2 exposes two different pairs of the first upper lead 13a and the second upper lead 15a. That is, in FIG. 7, the first cavity C1 disposed above exposes the first and second upper leads 13a and 15a of the first pair, and the first cavity C1 disposed below exposes the second. Expose the pair of first and second upper leads 13a, 15a.
  • the second cavity C2 exposes the first and second pair of first and second upper leads 13a and 15a.
  • the first cavities C1 may have the same size.
  • the second cavity C2 may have the same size as the first cavities C1 but may have a smaller size than the first cavities C1.
  • Both the first and second cavities C1 and C2 may have a rotationally symmetrical shape, for example, may have a square shape. However, the present invention is not limited thereto and may have other shapes.
  • the housing 20 also defines the top surface 23, the middle surface 25 and the top surface 27 of the side wall 21 surrounding the first cavity C1 as described above with reference to FIGS. 1 to 4. It may have a stepped portion (25w, 27w) between them, the cathode mark 27a may be formed on the top end surface 27.
  • a light emitting diode 30 is mounted in each of the first cavities C1, and a protection element 40 is mounted in the second cavity C2.
  • the light emitting diode 30 may be flip bonded to the first and second upper leads 13a and 15a exposed to the first cavity C1, and the protection device 40 may be exposed to the second cavity C2.
  • the first and second upper leads 13a and 15a may be flip bonded.
  • transparent plates 50 are attached to the first cavities C1.
  • the transparent plate 50 may be attached on the sidewall 21 surrounding the first cavity C1 using silicon or epoxy. As the transparent plate 50 is attached, the first cavity C1 may be blocked from the outside.
  • a sealing resin 60 is then formed to fill the second cavity C2.
  • the sealing resin 60 may fill some space around the transparent plate 50.
  • the sealing resin 60 may cover the upper surface 23 and the middle surface 25 of the sidewall 21 and may cover a part of the stepped portion 25w and the stepped portion 27w. Furthermore, the sealing resin 60 can cover the side surface of the transparent plate 5.
  • the sealing resin 60 may be formed of a transparent resin such as epoxy or silicone. Alternatively, it may be formed with a white reflector such as epoxy or silicone containing a white pigment.
  • the base substrate 10 and the housing 20 are divided into individual light emitting diode packages by dividing along the dotted lines to complete the light emitting diode package.
  • the second cavity C2 is divided.
  • the second cavity C2 can be divided into the same size, and therefore, the same light emitting diode packages can be manufactured.
  • two LED package regions share a second cavity C2 in which the protection devices 40 are mounted.
  • a work space for mounting the protection element 40 can be secured, and the LED package can be miniaturized.
  • the second cavity is surrounded by the side wall.
  • both the first cavity and the second cavity are separated from each other and surrounded by sidewalls, it is difficult to miniaturize the package because the work space for mounting the light emitting diode and the protection element is limited by the sidewalls.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode package according to the present exemplary embodiment is generally similar to the light emitting diode package described with reference to FIGS. 1 to 4, but the transparent resin 70a uses the light emitting diode 30. There is a difference in covering.
  • the transparent resin 70a may be a transparent silicone resin or an epoxy resin, and seals and protects the light emitting diode 30.
  • the transparent resin 70a fills a portion of the first cavity C1, and as illustrated, the transparent plate 50 may be spaced apart from the transparent resin 70a.
  • the LED package according to the present embodiment is generally similar to the embodiment of FIG. 11A, but there is a difference in that the transparent resin 70b completely fills the first cavity C1. .
  • the transparent resin 70b completely fills the first cavity C1 to seal the light emitting diode 30.
  • the transparent resin 70b may be used as an adhesive for bonding the transparent plate 50.
  • the transparent plate 50 can be firmly adhered to the housing 20.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • first cavity C1 and the second cavity C2 have been described as being spaced apart from each other by the side wall 21, but here, the first cavity C1 and the second cavity C2 are separated from each other. Explain about communicating.
  • a part of the sidewall 21 disposed between the first cavity C1 and the second cavity C2 is opened to allow the first cavity C1 and the second cavity C2 to each other.
  • the open portion may be a central portion of the sidewall 21 shared by the first cavity C1 and the second cavity C2.
  • the second cavity C2 communicates with the outside of the package and the first cavity C1.
  • the height of the side wall 21 shared by the first cavity C1 and the second cavity C2 is relatively lower than that of the side wall 21 of the other part.
  • the first cavity C1 and the second cavity C2 communicate with each other.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode package according to the present exemplary embodiment is generally similar to the light emitting diode package of the above-described embodiments, except that the light emitting diode 30a has a vertical structure.
  • the flip-chip light emitting diode 30 flip-bonds the light emitting diode, it does not require a bonding wire.
  • a light emitting diode such as a vertical type or a horizontal type requires a bonding wire to electrically connect to the first and second upper leads 13a and 15a.
  • the vertical light emitting diode 30a generally has a first electrode on the lower surface and a second electrode on the upper surface. Accordingly, as illustrated, the light emitting diode 30a may be mounted on the first upper lead 13a and electrically connected to the second upper lead 15a through the bonding wire 80.
  • both the first electrode and the second electrode are disposed on the upper surface side of the light emitting diode, both of these electrodes are electrically connected to the first and second upper leads 13a and 15a through bonding wires.
  • the centers of the light emitting diode 30 and the transparent plate 50 may be aligned with each other.
  • the bonding wire 80 the light emitting diode 30a may deviate from the center of the first cavity C1, and thus the center of the light emitting diode 30a and the transparent plate 50a may be displaced. Can be.
  • the protection element 40 may also be electrically connected to the upper leads 13a and 15a through a bonding wire.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 (a) shows that the reflective coating 90a is formed on the inner wall surface 21a
  • FIGS. 14 (b) and 14 (c) show that the reflectors 90b and 90c are inserted, respectively.
  • the LED package according to the present embodiment is generally similar to the LED package described with reference to FIGS. 1 to 4, but the inner wall surface of the first cavity C1 side of the sidewall 21 is formed.
  • the difference is that the reflective coating 90a is formed in 21a).
  • the reflective coating 90a reflects the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 30 to increase the amount of light emitted through the transparent plate 50.
  • Reflective coating 90a may be formed of a metal layer that reflects ultraviolet light, such as aluminum, for example. Reflective coating 90a is electrically insulated from top leads 13a, 15a.
  • the LED package according to the present embodiment is characterized by adopting a reflector 90b such as a reflecting cup instead of the reflective coating 90a of FIG. 14A.
  • the reflector 90b is inserted into the first cavity C1 to form a part of the inner wall surface 21a.
  • the reflector 90b is electrically insulated from the upper leads 13a, 15a. Meanwhile, the reflector 90b may be disposed in parallel with the upper surface of the sidewall 21.
  • the reflector 90b may be inserted into the first cavity C1 using insert molding techniques, for example, when forming the housing 20.
  • the LED package according to the present embodiment is generally similar to the LED package described with reference to FIG. 14B, but the reflector 90c is disposed at the middle portion of the inner wall surface 21a. There is a difference. Reflector 90c is electrically insulated from top leads 13a and 15a. In addition, the upper surface of the reflector 90c is located below the upper surface of the side wall 21.
  • the reflector 90c may be formed using insert molding techniques, for example when forming the housing 20.
  • the reflective coating 90a or the reflectors 90b and 90c of FIGS. 14 (a) to 14 (c) may be applied to other embodiments described above.
  • 15 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
  • the LED package according to the present embodiment is generally similar to the LED package described with reference to FIGS. 1 to 4, except that the anti-reflective coatings 31, 51, and 53 are additionally adopted. have.
  • the antireflective coating 31 may be formed on the light emitting surface of the light emitting diode, the light incident surface and / or the light emitting surface of the transparent plate 50.
  • the antireflective coatings 31, 51, 53 may include, for example, MgF 2, SiO 2, TiO 2, a mixture of oxides of lanthanides with TiO 2, ZrO 2, and the like.
  • the anti-reflection coatings 31, 51, and 53 may be formed as a single layer, but are not limited thereto.
  • the anti-reflective coatings 31, 51, and 53 may be formed by alternately stacking layers of materials having different refractive indexes.
  • 16 and 17 are schematic cross-sectional views for explaining examples of the antireflective coating.
  • an antireflective coating 51 in which first and second material layers 51a and 51b having different refractive indices are alternately stacked is disposed on the top and / or bottom surfaces of the transparent plate 50.
  • the first and second material layers 51a and 51b may include two types of material layers selected from MgF 2, SiO 2, TiO 2, a mixture of an oxide of lanthanide element and TiO 2, and ZrO 2.
  • the first material layer 51a may be a La-Ti oxide and the second material layer 51b may be SiO 2.
  • the first and second material layers 51a and 51b may be repeatedly stacked with the same optical thickness, but are not limited thereto and may have different optical thicknesses.
  • the first material layers 51a may have the same thickness, but the present invention is not limited thereto, and as the first material layers 51a are separated from the transparent plate 50, the first material layers 51a may be thinner.
  • an anti-reflective coating 61 having alternately stacked first and second material layers 61a and 61b having different refractive indices is disposed on the top and / or bottom surfaces of the transparent plate 50.
  • the first material layer 61a is formed to be relatively thin as it is closer to the transparent plate 50, and is thicker as it is farther from the transparent plate 50, and the second material layer 61b is closer to the transparent plate 50.
  • the layer is the thickest.
  • the second material layer 61b may have the thinnest layer in between.
  • the antireflective coatings 51 and 61 may be formed of various combinations of materials and thicknesses of the first material layer and the second material layer.

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Abstract

자외선 발광 다이오드 패키지가 제공된다. 일 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드 패키지는, 제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판; 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽을 갖는 하우징; 제1 캐비티 내에 실장되어 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및 발광 다이오드로부터 이격되어 측벽 상에 배치된 투명판을 포함한다.

Description

자외선 발광 다이오드 패키지
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 구체적으로는 자외선(UV) 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
질화갈륨계 발광 다이오드가 개발된 이래, 그 응용 분야는 가시 영역 뿐만 아니라 자외선 영역으로 확장되고 있다. 자외선 발광 다이오드에서 방출되는 자외선은 일반 실리콘 수지나 에폭시 수지 등에 의해 흡수되어 손실되기 때문에 이러한 수지를 자외선 발광 다이오드의 밀봉 수지로 사용되는데 제한이 따른다.
한편, 서지(surge)와 같은 고전압으로부터 발광 다이오드를 보호하기 위해 발광 다이오드 패키지에 보호 소자가 함께 실장된다. 그런데 하나의 패키지 안에 발광 다이오드와 보호 소자를 함께 실장할 경우 다양한 문제가 발생된다. 예를 들어, 발광 다이오드에서 방출되는 광의 프로파일을 조절하기 위해 발광 다이오드가 실장되는 캐비티 영역은 대칭적(symmetrical)일 필요가 있다. 그러나 보호 소자를 실장하기 위해 발광 다이오드가 실장되는 캐비티 영역을 대칭 구조로 형성하기 어렵다.
더욱이, 발광 다이오드와 보호 소자를 실장하기 위해서는 이들을 실장하기에 충분한 작업공간이 패키지에 제공되어야 한다. 더욱이, 발광 다이오드와 보호 소자는 공정 마진을 고려하여 서로 이격되어야 한다. 패키지의 한정된 측벽 내에서 발광 다이오드와 보호 소자를 실장하기 때문에 패키지를 소형화하기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자외선 발광 다이오드에 적합한 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 보호 소자를 함께 실장하면서도 소형화가 가능한 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽을 갖는 하우징; 상기 제1 캐비티 내에 실장되어 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드로부터 이격되어 상기 측벽 상에 배치된 투명판(transparent plate)을 포함하는 발광 다이오드 패키지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 발광 다이오드 패키지에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽, 및 보호 소자를 실장하기 위한 제2 캐비티를 정의하는 측벽을 갖되, 상기 제2 캐비티의 일부 측벽은 상기 발광 다이오드 패키지의 외부와 연통하도록 개방된 하우징; 상기 제1 캐비티 내에 실장되어 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및 상기 제2 캐비티 내에 실장된 보호 소자를 포함하는 발광 다이오드 패키지가 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 투명판을 채택함으로써 자외선을 방출하기에 적합할 뿐만 아니라 고온 환경에서 사용하기에 적합한 자외선 발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다. 또한, 발광 다이오드와 보호소자가 실장되는 캐비티들을 구분하고, 보호소자를 개방 구조의 캐비티 내에 실장함으로써 방출되는 광의 지향 패턴을 쉽게 제어할 수 있으며 작업 공간을 확보할 수 있어 소형화가 가능한 발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다.
본 발명의 특징 및 장점은 이하의 도면 및 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 사시도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 사시도들이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 16 및 도 17은 반사 방지 코팅을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 18은 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC)의 파장에 따른 반사율을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 다이오드 패키지가 제공된다. 이 발광 다이오드 패키지는, 제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽을 갖는 하우징; 상기 제1 캐비티 내에 실장되어 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드로부터 이격되어 상기 측벽 상에 배치된 투명판을 포함한다. 투명판을 채택함으로써 고온환경에서 변색되는 것을 방지할 수 있다.
상기 투명판(wavelength converting plate)은 글래스 또는 쿼츠를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 캐비티의 측벽은 상기 제1 캐비티를 둘러쌀 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 캐비티의 측벽 중 적어도 일부는 개방될 수 있다.
상기 발광 다이오드는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, 플립칩, 수직형 또는 수평형 발광 다이오드일 수 있다.
상기 발광 다이오드의 중심은 상기 투명판의 중심에 정렬될 수 있다. 이와 달리, 상기 발광 다이오드의 중심은 상기 투명판의 중심에서 벗어날 수 있다.
나아가, 상기 제1 캐비티의 측벽은 그 상부면에 상기 제1 캐비티를 따라 형성된 홈을 가질 수 있다. 상기 홈은 투명판을 부착할 때, 접착제가 넓게 퍼지는 것을 방지하여 공정 신뢰성을 향상시킨다.
한편, 상기 제1 캐비티 내부는 빈 공간일 수 있다. 이와 달리, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 제1 캐비티 내에서 상기 발광 다이오드를 덮는 투명 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 투명 수지는 부분적으로 또는 완전히 상기 제1 캐비티를 채울 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 투명판은 밀봉 수지 없이 노출된 상태로 사용될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 투명판 주위의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 밀봉 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 밀봉 수지는 투명 수지 또는 백색 반사성 수지일 수 있다.
한편, 상기 베이스 기판은 절연 기판을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 각각, 상기 절연 기판 상에 배치된 상부 리드; 상기 절연 기판 하부에 배치된 하부 리드; 및 상기 절연기판을 관통하여 상기 상부 리드와 하부 리드를 연결하는 비아를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 베이스 기판은 질화알루미늄 기판을 포함할 수 있다. 질화알루미늄 기판은 방열 특성이 양호하고 고온 내구성이 강해 고온 환경에서 사용하기에 적합하다.
상기 발광 다이오드 패키지는 보호 소자를 더 포함할 수 있다. 상기 하우징은 상기 보호 소자를 실장하기 위한 제2 캐비티를 정의하는 측벽을 더 포함하고, 상기 보호 소자는 상기 제2 캐비티 내에 실장될 수 있다. 보호 소자를 실장함으로써 서지 등으로부터 발광 다이오드를 보호할 수 있다.
한편, 상기 제2 캐비티의 측벽은 상기 발광 다이오드 패키지 외부와 연통하도록 개방될 수 있다. 일부 측벽이 개방된 제2 캐비티를 채택함으로써 보호 소자를 실장하기 위한 작업 공간이 제2 캐비티 내에 한정되지 않고 넓게 사용될 수 있으며, 이에 따라, 발광 다이오드 패키지를 더욱 소형화할 수 있다.
상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티는 측벽을 공유할 수 있다. 즉, 제1 캐비티와 제2 캐비티는 상기 측벽에 의해 서로 분리될 수 있다. 그 결과, 제1 캐비티 내에 보호 소자를 실장할 필요가 없어, 제1 캐비티의 형상을 쉽게 제어할 수 있으며, 특히 제1 캐비티를 대칭 구조로 형성할 수 있다. 따라서, 발광 다이오드에서 방출된 광의 지향 패턴을 쉽게 제어할 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티는 서로 연통할 수 있다. 즉, 상기 제1 캐비티와 제2 캐비티 사이에 위치하는 측벽의 일부가 개방되거나 측벽 없이 제1 캐비티와 제2 캐비티가 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽, 및 보호 소자를 실장하기 위한 제2 캐비티를 정의하는 측벽을 갖되, 상기 제2 캐비티의 일부 측벽은 상기 발광 다이오드 패키지의 외부와 연통하도록 개방된 하우징; 상기 제1 캐비티 내에 실장되어 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및 상기 제2 캐비티 내에 실장된 보호 소자를 포함한다.
상기 제1 캐비티와 제2 캐비티는 서로 공유하는 측벽에 의해 이격되거나, 서로 연통할 수 있다.
한편, 상기 제1 캐비티는 상기 제2 캐비티의 2배 이상의 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 캐비티는 상기 베이스 기판의 중앙 영역 상에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드 패키지는 그 중앙 영역으로부터 광을 외부로 방출할 수 있다.
상기 제1 캐비티는 회전 대칭 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 캐비티는 180도 회전 대칭, 90도 회전 대칭 형상을 가질 수 있으며, 또는 원형 형상을 가질 수 있다. 특히, 상기 제1 캐비티는 정사각형 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 제2 캐비티는 상기 베이스 기판의 일측 가장자리를 따라 기다란 형상을 가질 수 있으며, 직사각형 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 발광 다이오드 패키지 제조 방법이 제공된다. 상기 발광 다이오드 패키지 제조 방법은, 제1 전극 및 제2 전극의 쌍을 복수개 가지는 베이스 기판을 마련하고, 상기 베이스 기판 상에 캐비티들을 가지는 하우징을 형성하고, 상기 캐비티들 내에 발광 다이오드들 및 보호 소자들을 실장하고, 상기 베이스 기판 및 하우징을 분할하는 것을 포함하되, 상기 하우징은, 서로 대향하는 제1 캐비티들의 쌍과 상기 제1 캐비티들 사이에 배치된 제2 캐비티를 포함하고, 상기 발광 다이오드들은 상기 제1 캐비티들 내에 실장되고, 상기 보호 소자들은 상기 제2 캐비티 내에 실장되며, 상기 하우징을 분할할 때, 상기 제2 캐비티가 분할된다.
보호 소자들을 제2 캐비티 내에 배치하고 제2 캐비티를 분할하기 때문에, 보호 소자들을 실장하기 위한 작업 공간을 확보하기 쉬워 발광 다이오드 패키지를 소형화할 수 있다.
특히, 상기 제2 캐비티 내에 두 개의 보호 소자들이 실장되고, 상기 두 개의 보호 소자들은 상기 베이스 기판 및 하우징을 분할함에 따라 서로 분리될 수 있다. 상기 두 개의 보호 소자들은 각각 개별 발광 다이오드 패키지에 포함된다.
한편, 상기 발광 다이오드 패키지 제조 방법은, 상기 베이스 기판 및 하우징을 분할하기 전에, 상기 제1 캐비티들을 덮는 투명판을 부착하는 것을 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 발광 다이오드 패키지 제조 방법은, 상기 제2 캐비티를 채우고 상기 투명판 주변의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 밀봉 수지를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 캐비티는 투명판에 의해 밀봉될 수 있으며, 따라서 내부는 빈 공간으로 잔류할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 캐비티 내의 발광 다이오드를 투명 수지를 덮을 수 있다. 또한, 상기 투명 수지는 상기 제1 캐비티를 채울 수도 있으며, 투명판이 상기 제1 캐비티의 측벽 상에 부착되는 것을 도울 수 있다.
한편, 상기 제1 캐비티들에 각각 서로 다른 쌍의 제1 전극과 제2 전극이 노출되고, 상기 제2 캐비티는 두 쌍의 제1 전극과 제2 전극을 노출하며, 두 개의 보호소자들이 상기 제2 캐비티 내에 노출된 두 쌍의 제1 전극과 제2 전극에 각각 실장될 수 있다.
또한, 상기 서로 다른 쌍의 제1 전극과 제2 전극은 180도 회전 대칭 구조를 갖도록 배치될 수 있다. 상기 베이스 기판을 분할함에 따라 동일한 구조의 발광 다이오드 패키지들이 제공될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 캐비티들 및 제2 캐비티는 정사각형 형상을 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 절개 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 베이스 기판(10), 하우징(20), 발광 다이오드(30) 및 보호 소자(40)를 포함하며, 나아가, 투명판(50) 및 밀봉 수지(60)를 더 포함할 수 있다.
베이스 기판(10)은 절연 기판(11), 제1 전극(13: 13a, 13b, 13c) 및 제2 전극(15; 15a, 15b, 15c)을 포함하고, 나아가 방열 패드(17)를 포함할 수 있다. 절연 기판(11)은 세라믹 기판일 수 있으며, 예를 들어, AlN 기판을 포함할 수 있다. AlN 기판은 고온 내구성이 좋고 방열 특성이 우수하다.
제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 각각 상부 리드들(13a, 15a), 하부 리드들(13c, 15c) 및 비아들(13b, 15b)을 갖는다. 상부 리드들(13a, 15a)은 절연 기판(11)의 상면에 배치된다. 하부 리드들(13c, 15c)은 절연 기판(11)의 하면에 배치되며, 비아들(13b, 15b)은 각각 절연 기판(11)을 관통하여 상부 리드들(13a, 15a)을 하부 리드들(13c, 15c)에 연결한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 전극들(13, 15)은 다층 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 Ni층/Cu층/Au층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. Ni층은 AlN 기판에 전극 패턴들의 접착력을 향상시키기 위해 사용되며, Au층은 Cu층의 산화를 방지하기 위해 사용되며, 또한, 후술되는 발광 다이오드(30)와의 접착력을 향상시키기 위해 사용된다. 또한, Cu층은 전류 및 열 전달을 위해 사용되며, Ni층 및 Au층에 비해 상대적으로 두꺼울 수 있다. 그러나 본 발명의 제1 및 제2 전극들(13, 15)이 상기 금속층들에 한정되는 것은 아니다.
한편, 방열패드(17)는 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c) 사이에 배치되며, 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)로부터 전기적으로 절연된다. 방열 패드(17)는 인쇄회로보드에 접촉하며, 특히, 메탈 PCB 등의 금속에 접촉하여 열 방출을 도울 수 있다. 방열 패드는(17)는 제1 및 제2 전극들(13, 15)과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)은 서로 평행하게 배치되고, 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)은 서로 평행하게 배치된다. 또한, 방열 패드(17)는 제1 및 제1 하부 리드들(13c, 15b)보다 넓은 폭을 가지며 이들과 평행하게 배치된다. 한편, 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)과 상기 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)은 서로 직교하도록 배치된다. 제1 및 제2 비아들(13b, 15b)은 각각 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)과 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)이 교차하는 영역에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)이 방열 패드(17)와 직교하도록 배치되므로, 이들이 교차하는 영역의 면적을 증가시켜 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그러나 본 발명은 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)과 상기 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)은 서로 교차하도록 배치된 것에 한정되지 않으며, 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)이 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)에 평행하게 배치될 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)이 평행하게 배치되는 것에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드 종류에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
하우징(20)은 제1 캐비티(C1) 및 제2 캐비티(C2)를 가진다. 제1 캐비티(C1)는 발광 다이오드(30)가 실장되는 영역을 정의하고 제2 캐비티(C2)는 보호 소자(40)가 실장되는 영역을 정의한다.
제1 캐비티(C1)는 패키지의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 제1 캐비티(C1)는 측벽(21)으로 둘러싸인다. 측벽(21)은 발광 다이오드(30)에서 방출된 광을 반사시키기 위해 경사면을 가질 수 있다. 또한, 제1 캐비티(C1)는 평면도에서 보아 회전 대칭 형상을 가질 수 있으며, 직사각형, 특히 정사각형 형상을 가질 수 있다. 여기서 회전 대칭은 회전체만을 의미하는 것은 아니며, 60도, 90도, 120도 또는 180도 등 특정 각도로 회전할 때 동일한 형상이 유지되는 것을 포함한다. 본 실시예에서는 제1 캐비티(C1)가 측벽(21)으로 완전히 둘러싸인 것에 대해 설명하지만, 다른 실시예에 있어서, 제1 캐비티(C1)의 측벽(21) 일부가 개방될 수 있다. 또한, 제1 캐비티(C1)의 형상은 사각형에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편, 측벽(21)의 상부면(23)을 따라 홈(23g)이 형성될 수 있다. 홈(23g)은 투명판(50)을 부착할 때, 접착제 등이 다른 영역으로 흐르는 것을 방지한다.
제2 캐비티(C2)는 일부 측벽이 개방된 형상을 가진다. 특히, 제2 캐비티(C2)는 패키지 외부에 연통될 수 있다. 제2 캐비티(C2)의 측벽이 개방되므로 보호 소자(40)를 실장할 때, 패키지 외부 영역이 작업 공간으로 활용될 수 있어 발광 다이오드 패키지를 소형화할 수 있다.
한편, 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)는 측벽(21) 일부를 사이에 두고 양측에 배치될 수 있다. 즉, 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)는 측벽(21) 일부를 공유한다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 측벽(21)은 제1 캐비티(C1) 측에 위치하는 내벽면(21a) 및 제2 캐비티(C2) 측에 위치하는 내벽면(21b)을 가질 수 있다. 한편, 제1 캐비티(C1) 측에 위치하는 내벽면(21a)은 발광 다이오드(30)에서 방출된 광을 반사시키도록 제2 캐비티(C2) 측에 위치하는 내벽면(21b)보다 완만하게 경사질 수 있다.
또한, 제2 캐비티(C2)는 제1 캐비티(C1)보다 작은 크기를 가진다. 예컨대, 제1 캐비티(C1)는 제2 캐비티(C2)보다 2배 이상 클 수 있다. 상기 제2 캐비티(C2)는 베이스 기판(10)의 일측 가장자리를 따라 기다란 형상, 예컨대 기다란 직사각형 형상을 가질 수 있다.
제1 캐비티(C1) 및 제2 캐비티(C2)는 하우징(20)에 의해 형성되며, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15), 특히, 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)을 노출시킨다.
한편, 상기 하우징(20)은 절연 기판(11)과는 다른 재료, 예컨대 열경화성 또는 열가소성 수지로 형성될 수 있다. 하우징(20)은 반사율이 높은 수지로 형성될 수 있으며, 예를 들어, PPA(poly phthal amide), PCT(poly cyclohexylenedimethylene terephthalate), EMC(epoxy molding compount) 또는 SMC(silcone molding compound)로 형성될 수 있다. 특히, 상기 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC)는 고온에 강하고 반사율이 높아 자동차 헤드 램프와 같이 고출력을 요하는 발광 다이오드 패키지에 적합하게 사용될 수 있다. 더욱이, SMC는 도 18에 도시한 바와 같이 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)에 비해 자외선 영역에 대한 반사율이 높아 반사컵이나 반사 메탈 없이도 자외선을 방출하는 반사기로 사용될 수 있다.
하우징(20)은 상단면은 단차진 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(20)은 최상단면(27), 중간 상부면(25) 및 측벽(21) 상부면(23)을 포함할 수 있으며, 이들 사이에 단턱부들(25w, 27w)이 위치할 수 있다. 측벽(21) 상부면(23)은 투명판(50)을 접착하기 위해 사용되는 접착제가 하우징(20)의 넓은 면으로 퍼지는 것을 방지한다. 따라서, 필요 이상의 접착제가 사용될 경우에도, 접착제는 투명판(50)의 측면 주위에 모여 투명판(50)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
한편, 단턱부(25w, 27w) 및 중간 상부면(25)은 투명판(50) 주위에 형성되는 투명 수지(60)의 접착 면적을 증가시켜 투명 수지(60)가 하우징(20)으로부터 박리되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 이중 단차진 상단면 구조에 대해 도시하고 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 많은 상단면이 형성될 수 있다.
상기 최상단면(27)은 하우징(20)의 테두리를 구성한다. 다만, 제2 캐비티(C2)의 개방된 측벽 때문에, 테두리의 일부가 끊어진 형상을 가진다. 또한, 최상단면(27)의 일부에 캐소드 마크(27a)가 형성되어 캐소드 전극의 위치를 지정할 수 있다.
발광 다이오드(30)는 제1 캐비티(C1) 내에서 제1 및 제2 상부 리드(13a, 15a) 상에 배치된다. 발광 다이오드(30)는 질화갈륨계 무기 반도체 발광 다이오드로서 청색 또는 자외선을 방출하는 발광 다이오드일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 발광 다이오드(30)는 본딩 와이어 없이 실장 가능한 발광 다이오드로, 예컨대 플립칩형 발광 다이오드일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에 있어서, 본딩 와이어를 이용하는 수직형이나 수평형 발광 다이오드일 수도 있다.
보호 소자(40)는 서지와 같은 고전압으로부터 발광 다이오드(30)를 보호한다. 보호 소자(40)는 예컨대 TVS(transient voltage suppressor) 다이오드나 제너 다이오드일 수 있다.
투명판(50)은 제1 캐비티(C1)를 덮는다. 투명판(50)은 예를 들어, 글래스나 쿼츠로 형성될 수 있다. 이외에도 자외선을 투과시키는 견고한 플레이트가 투명판(50)으로 사용될 수 있다. 투명판(50)의 상부면은 측벽(21) 상부면(23)보다 위에 위치하며, 하우징(20)의 최상단면(27)보다 아래에 위치하고, 중간면(25)보다 위에 위치할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 투명판(50)의 상부면이 최상단면(27)보다 위에 위치할 수도 있다.
투명판(50)은 렌즈 형상으로 가공될 수도 있으며, 종래의 밀봉 수지에 비해 견고하고 고온 내구성이 강하다. 투명판(50)은 직사각형 특히 정사각형 형상을 가질 수 있다. 투명판(50)은 실리콘이나 에폭시 등을 이용하여 측벽(21)에 부착될 수 있다. 이때, 접착제로 사용되는 실리콘이나 에폭시는 홈(23g)에 의해 가이드되며, 따라서 제1 캐비티(C1)나 제2 캐비티(C2) 또는 하우징(20)의 다른 부분으로 퍼지는 것이 방지된다.
한편, 밀봉 수지(60)는 투명판(50) 주위의 일부 공간을 채운다. 밀봉 수지(60)는 측벽(21) 상부면(23) 및 중간면(25)을 덮을 수 있으며, 단턱부(25w)를 덮고 단턱부(27w)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 밀봉 수지(60)는 또한 투명판(50)의 측면을 덮어 투명판(50)이 하우징(20)에 견고하게 접착되도록 한다.
밀봉 수지(60)는 또한 하우징(20)의 제2 캐비티(C2)를 채울 수 있다. 밀봉 수지(60)는 투명한 실리콘이나 에폭시로 형성될 수 있다. 제1 캐비티(C1)가 제2 캐비티(C2)로부터 이격된 경우, 제1 캐비티(C1)는 투명판(50)으로 덮여 있어 밀봉 수지(60)가 제1 캐비티(C1) 내로 침투하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 제1 캐비티(C1)는 빈 공간으로 잔류할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 캐비티(C1) 내의 발광 다이오드(30)를 투명 수지로 덮을 수도 있다. 투명 수지는 제1 캐비티(C1) 내의 일부를 채우거나 또는 제1 캐비티(C1)를 완전히 채울 수도 있다. 이에 대해서는 도 12를 참조하여 뒤에서 다시 설명된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 앞서 설명한 실시예의 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하나 밀봉 수지(60)가 백색 반사기로 형성된 것에 차이가 있다. 백색 반사기는 실리콘이나 에폭시 등의 수지에 백색 안료를 혼합한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 폴리 카보네이트 또는 PCT 등의 반사기가 밀봉 수지로 사용될 수도 있다.
백색 반사기를 이용하여 밀봉 수지(60)를 형성함으로써, 발광 다이오드 패키지에서 방출되는 광은 대체로 투명판(50)을 통해서만 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 원하지 않는 광이 밀봉 수지(60)를 통해 방출되는 것을 차단할 수 있어 광의 지향 분포를 쉽게 제어할 수 있다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 사시도들이다. 도면들에서 점선은 분할될 위치를 나타낸다.
우선, 도 6을 참조하면, 베이스 기판(10)이 마련된다. 베이스 기판(10)은 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 쌍을 복수 개 포함한다. 도면에는 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)만을 도시하지만, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 및 제2 비아들(13b, 15b)와 제1 및 제2 하부 리드들(13c, 15c)도 함께 포함된다. 도 6에는 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 서로 다른 두 쌍이 도시되어 있으나, 더 많은 쌍이 베이스 기판(10)에 제공될 수 있다.
한편, 상기 두 쌍의 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 180도 회전 대칭 구조로 배치될 수 있다. 이들은 다시 페어를 형성한다. 베이스 기판(10) 상에는 이러한 페어들이 복수개 배치될 수 있다. 여기서, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)이 대칭구조로 배치된 것으로 설명하지만, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 형상 및 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
도 7을 참조하면, 베이스 기판(10) 상에 하우징(20)이 형성된다. 하우징(20)은 반사율이 높은 수지로 형성될 수 있다. 하우징(20)은 몰딩 기술을 이용하여 베이스 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 하우징(20)은 제1 캐비티들(C1)의 쌍과 이들 제1 캐비티들 사이에 배치된 제2 캐비티(C2)를 포함한다. 제2 캐비티(C2)는 제1 캐비티(C1)와 동일한 크기로 형성될 수 있으나, 상대적으로 작은 보호 소자가 실장되기 때문에 제1 캐비티(C1)보다 작을 수 있다.
한 쌍의 제1 캐비티들(C1)은 각각 서로 다른 제1 상부 리드(13a) 및 제2 상부 리드(15a)를 노출한다. 한편, 제2 캐비티(C2)는 서로 다른 두 쌍의 제1 상부 리드(13a)와 제2 상부 리드(15a)를 노출한다. 즉, 도 7에서 위쪽에 배치된 제1 캐비티(C1)는 제1 쌍의 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)를 노출하고, 아래쪽에 배치된 제1 캐비티(C1)는 제2 쌍의 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)를 노출한다. 또한, 제2 캐비티(C2)는 제1 쌍 및 제2 쌍의 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)를 노출한다.
한편, 제1 캐비티들(C1)은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 제2 캐비티(C2)는 제1 캐비티들(C1)과 동일한 크기를 가질 수 있으나 제1 캐비티들(C1)보다 작은 크기를 가질 수도 있다.
제1 및 제2 캐비티들(C1, C2)은 모두 회전 대칭 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 정사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형상을 가질 수도 있다.
하우징(20)은 또한 앞서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 캐비티(C1)를 둘러싸는 측벽(21)의 상부면(23), 중간면(25) 및 최상단면(27)을 가질 수 있으며, 이들 사이에 단턱부들(25w, 27w)을 가질 수 있고 최상단면(27)에 캐소드 마크(27a)가 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 캐비티들(C1) 내에 각각 발광 다이오드(30)가 실장되고, 제2 캐비티(C2) 내에 보호 소자(40)가 실장된다. 발광 다이오드(30)는 제1 캐비티(C1)에 노출된 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)에 플립 본딩될 수 있으며, 보호 소자(40)는 제2 캐비티(C2)에 노출된 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)에 플립 본딩될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 캐비티들(C1) 상에 투명판(50)들이 부착된다. 투명판(50)은 실리콘이나 에폭시를 이용하여 제1 캐비티(C1)를 둘러싸는 측벽(21) 상에 부착될 수 있다. 투명판(50)을 부착함에 따라 제1 캐비티(C1)는 외부로부터 차단될 수 있다.
도 10을 참조하면, 이어서, 제2 캐비티(C2)를 채우는 밀봉 수지(60)가 형성된다. 밀봉 수지(60)는 투명판(50) 주위의 일부 공간을 채울 수 있다. 밀봉 수지(60)는 측벽(21) 상부면(23), 중간면(25)을 덮고 단턱부(25w) 및 단턱부(27w)의 일부를 덮을 수 있다. 나아가, 밀봉 수지(60)는 투명판(5)의 측면을 덮을 수 있다. 밀봉 수지(60)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명 수지로 형성될 수 있다. 이와 달리, 백색 안료를 함유하는 에폭시 또는 실리콘과 같이 백색 반사기로 형성될 수도 있다.
이어서, 베이스 기판(10)과 하우징(20)을 점선을 따라 분할함으로써 개별 발광 다이오드 패키지로 분할되어 발광 다이오드 패키지가 완성된다. 상기 베이스 기판(10)과 하우징(20)을 분할할 때, 특히, 제2 캐비티(C2)가 분할된다. 제2 캐비티(C2)는 동일한 크기로 양분될 수 있으며, 따라서, 동일한 발광 다이오드 패키지들이 제조될 수 있다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 제조 방법에 따르면, 보호 소자들(40)이 실장되는 제2 캐비티(C2)를 두 개의 발광 다이오드 패키지 영역이 공유한다. 이에 따라, 보호 소자(40)를 실장하기 위한 작업 공간을 확보할 수 있어 발광 다이오드 패키지를 소형화할 수 있다. 종래 기술에서는 제2 캐비티가 측벽으로 둘러싸여 있다. 그러나 제1 캐비티와 제2 캐비티를 서로 분리하면서 모두 측벽으로 둘러싸일 경우, 발광 다이오드와 보호 소자를 실장하기 위한 작업 공간이 측벽에 의해 제한되기 때문에 패키지를 소형화하기 어렵다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
우선, 도 11(a)를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 앞서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하나, 투명 수지(70a)가 발광 다이오드(30)를 덮는 것에 차이가 있다.
투명 수지(70a)는 투명한 실리콘 수지 또는 에폭시 수지일 수 있으며, 발광 다이오드(30)를 밀봉하여 보호한다. 투명 수지(70a)는 제1 캐비티(C1)의 일부 영역을 채우며, 도시한 바와 같이, 투명판(50)은 투명 수지(70a)로부터 이격될 수 있다.
도 11(b)를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 도 11(a)의 실시예와 대체로 유사하나, 투명 수지(70b)가 제1 캐비티(C1)를 완전히 채우는 것에 차이가 있다.
투명 수지(70b)는 제1 캐비티(C1)을 완전히 채워 발광 다이오드(30)를 밀봉한다. 또한, 투명 수지(70b)는 투명판(50)을 접착하기 위한 접착제로 사용될 수 있다. 따라서, 투명판(50)을 하우징(20)에 견고하게 접착시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 사시도들이다.
앞서 설명한 실시예들에서는 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 측벽(21)에 의해 서로 이격된 것에 대해 설명하였으나, 여기서는 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 서로 연통하는 것에 대해 설명한다.
도 12(a)를 참조하면, 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2) 사이에 배치된 측벽(21)의 일부가 개방되어 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 서로 연통한다. 개방되는 부분은 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 공유하는 측벽(21)의 중앙부분일 수 있다.
도 12(b)를 참조하면, 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 공유하는 측벽(21)의 대부분이 개방될 수 있다. 따라서, 제2 캐비티(C2)는 패키지의 외부 및 제1 캐비티(C1)에 연통한다.
도 12(c)를 참조하면, 본 실시예의 경우, 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 공유하는 측벽(21)의 높이가 다른 부분의 측벽(21)에 비해 상대적으로 낮게 형성되어, 제1 캐비티(C1)와 제2 캐비티(C2)가 서로 연통한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 사시도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 앞서 설명한 실시예들의 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하나, 발광 다이오드(30a)가 수직형 구조인 것에 차이가 있다.
플립칩 구조의 발광 다이오드(30)는 발광 다이오드를 플립 본딩하기 때문에, 본딩 와이어를 필요로 하지 않는다. 그러나 수직형이나 수평형 등의 발광 다이오드는 제1 및 제2 상부 리드(13a, 15a)에 전기적으로 연결하기 위해 본딩 와이어를 필요로 한다. 수직형 발광 다이오드(30a)는, 일반적으로 하면에 제1 전극을 가지며, 상면에 제2 전극을 갖는다. 따라서, 도시한 바와 같이 발광 다이오드(30a)는 제1 상부 리드(13a) 상에 실장되고, 본딩 와이어(80)를 통해 제2 상부 리드(15a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
수평형 발광 다이오드의 경우, 제1 전극 및 제2 전극이 모두 발광 다이오드의 상면측에 배치되므로, 이들 전극들이 모두 본딩 와이어들을 통해 제1 및 제2 상부 리드들(13a, 15a)에 전기적으로 연결될 것이다.
한편, 앞의 실시예들에 있어서, 발광 다이오드(30)와 투명판(50)의 중심이 서로 정렬될 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 본딩 와이어(80)를 사용함에 따라 발광 다이오드(30a)가 제1 캐비티(C1)의 중앙에서 벗어날 수 있으며, 따라서, 발광 다이오드(30a)와 투명판(50a)의 중심이 어긋날 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 보호 소자(40)도 본딩 와이어를 통해 상부 리드들(13a, 15a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 여기서 도 14(a)는 내벽면(21a)에 반사 코팅(90a)이 형성된 것을 도시하며, 도 14(b) 및 도 14(c)는 각각 반사기(90b, 90c)가 삽입된 것을 도시한다.
도 14(a)를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하나, 측벽(21)의 제1 캐비티(C1)측 내벽면(21a)에 반사 코팅(90a)이 형성된 것에 차이가 있다. 반사 코팅(90a)은 발광 다이오드(30)에서 방출된 자외선을 반사시켜 투명판(50)을 통해 방출되는 광량을 증가시킨다. 반사 코팅(90a)은 예를 들어 알루미늄과 같이 자외선을 반사시키는 금속층으로 형성될 수 있다. 반사 코팅(90a)은 상부 리드들(13a, 15a)로부터 전기적으로 절연된다.
도 14(b)를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 도 14(a)의 반사 코팅(90a) 대신에 반사컵과 같은 반사기(90b)를 채택한 것에 특징이 있다. 반사기(90b)가 제1 캐비티(C1) 내에 삽입되어 내벽면(21a)의 일부를 형성한다. 반사기(90b)는 상부 리드들(13a, 15a)로부터 이격되어 전기적으로 절연된다. 한편, 반사기(90b)는 측벽(21)의 상부면과 나란하게 배치될 수 있다.
반사기(90b)는 예를 들어 하우징(20)을 형성할 때, 인서트 몰딩기술을 이용하여 제1 캐비티(C1) 내에 삽입될 수 있다.
도 14(c)를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 도 14(b)를 참조하여 설명한 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하나, 반사기(90c)가 내벽면(21a)의 중간 부분에 배치되는 것에 차이가 있다. 반사기(90c)는 상부 리드들(13a, 15a)로부터 전기적으로 절연된다. 또한, 반사기(90c)의 상부면은 측벽(21)의 상부면보다 아래에 위치한다. 반사기(90c)는 예를 들어 하우징(20)을 형성할 때, 인서트 몰딩 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
위 실시예들에 따르면, 내벽면(21a)에 반사 코팅(90a) 또는 반사기(90b, 90c)를 배치함으로써 발광 다이오드(30)에서 방출된 광을 반사시킬 수 있어 발광 다이오드 패키지의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 14(a) 내지 도 14(c)의 반사 코팅(90a)이나 반사기(90b, 90c)는 앞서 설명한 다른 실시예들에도 적용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하나, 반사 방지 코팅(31, 51, 53)이 추가로 채택된 것에 차이가 있다.
반사 방지 코팅(31)은 발광 다이오드의 광 출사면, 투명판(50)의 광 입사면 및/또는 광 출사면에 형성될 수 있다.
반사 방지 코팅(31, 51, 53)은 예를 들어 MgF2, SiO2, TiO2, 란탄족 원소의 산화물과 TiO2의 혼합물, ZrO2 등을 포함할 수 있다. 반사 방지 코팅(31, 51, 53)은 단일층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 굴절률이 서로 다른 물질층을 교대로 적층하여 형성될 수도 있다.
도 16 및 도 17은 반사 방지 코팅의 예들을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 16을 참조하면, 투명판(50)의 상면 및/또는 하면에 굴절률이 다른 제1 및 제2 물질층들(51a, 51b)이 교대로 적층된 반사 방지 코팅(51)이 배치된다. 제1 및 제2 물질층들(51a, 51b)은 MgF2, SiO2, TiO2, 란탄족 원소의 산화물과 TiO2의 혼합물, ZrO2 에서 선택된 두 종류의 물질층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 물질층(51a)은 La-Ti 산화물이고 제2 물질층(51b)은 SiO2일 수 있다.
제1 및 제2 물질층들(51a, 51b)은 동일한 광학적 두께로 반복 적층될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 광학적 두께가 서로 다를 수도 있다. 나아가, 제1 물질층들(51a)은 서로 동일한 두께를 가질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도시한 바와 같이 투명판(50)으로부터 멀어질수록 얇아질 수 있다.
도 17을 참조하면, 투명판(50)의 상면 및/또는 하면에 굴절률이 다른 제1 및 제2 물질층들(61a, 61b)이 교대로 적층된 반사 방지 코팅(61)이 배치된다. 여기서, 제1 물질층(61a)은 투명판(50)에 가까울수록 상대적으로 얇게 형성되고 투명판(50)으로부터 멀어질수록 두꺼우며, 제2 물질층(61b)은 투명판(50)에 가까운 층이 가장 두껍다. 제2 물질층(61b)은 중간에 위치하는 층이 가장 얇게 형성될 수 있다.
반사 방지 코팅(51, 61)은 제1 물질층과 제2 물질층의 재료 및 두께의 다양한 조합으로 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이들 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (24)

  1. 제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽을 갖는 하우징;
    상기 제1 캐비티 내에 실장되어 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드로부터 이격되어 상기 측벽 상에 배치되고 자외선을 투과시키는 투명판을 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명판은 글래스 또는 쿼츠를 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 캐비티의 측벽은 상기 제1 캐비티를 둘러싸는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 캐비티의 측벽 중 적어도 일부는 개방된 자외선 발광 다이오드 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 플립칩, 수직형 또는 수평형 발광 다이오드인 자외선 발광 다이오드 패키지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 중심은 상기 투명판의 중심에 정렬된 자외선 발광 다이오드 패키지.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 중심은 상기 투명판의 중심에서 벗어난 자외선 발광 다이오드 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 캐비티의 측벽은 그 상부면에 상기 제1 캐비티를 따라 형성된 홈을 가지는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 캐비티 내에서 상기 발광 다이오드를 덮는 투명 수지를 더 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 투명 수지는 부분적으로 또는 완전히 상기 제1 캐비티를 채우는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명판 주위의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 밀봉 수지를 더 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 밀봉 수지는 투명 수지 또는 백색 반사성 수지인 자외선 발광 다이오드 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 기판은 절연 기판을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 전극은 각각,
    상기 절연 기판 상에 배치된 상부 리드;
    상기 절연 기판 하부에 배치된 하부 리드; 및
    상기 절연기판을 관통하여 상기 상부 리드와 하부 리드를 연결하는 비아를 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 절연 기판은 질화알루미늄 기판을 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  15. 청구항 1에 있어서,
    보호 소자를 더 포함하되,
    상기 하우징은 상기 보호 소자를 실장하기 위한 제2 캐비티를 정의하는 측벽을 더 포함하고,
    상기 보호 소자는 상기 제2 캐비티 내에 실장된 자외선 발광 다이오드 패키지.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2 캐비티의 측벽은 상기 자외선 발광 다이오드 패키지 외부와 연통하도록 개방된 자외선 발광 다이오드 패키지.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티는 측벽을 공유하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티는 서로 연통하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  19. 자외선 발광 다이오드 패키지에 있어서,
    제1 전극 및 제2 전극을 갖는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드를 실장하기 위한 제1 캐비티를 정의하는 측벽, 및 보호 소자를 실장하기 위한 제2 캐비티를 정의하는 측벽을 갖되, 상기 제2 캐비티의 일부 측벽은 상기 자외선 발광 다이오드 패키지의 외부와 연통하도록 개방된 하우징;
    상기 제1 캐비티 내에 실장되어 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 접속된 발광 다이오드; 및
    상기 제2 캐비티 내에 실장된 보호 소자를 포함하는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 캐비티와 제2 캐비티는 서로 공유하는 측벽에 의해 이격된 자외선 발광 다이오드 패키지.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 캐비티와 제2 캐비티는 서로 연통하는 자외선 발광 다이오드키지.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 캐비티는 상기 제2 캐비티의 2배 이상의 크기를 가지는 자외선 발광 다이오드 패키지.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 캐비티는 상기 베이스 기판의 중앙 영역 상에 배치된 자외선 발광 다이오드 패키지.
  24. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 캐비티는 회전 대칭 형상을 가지며,
    상기 제2 캐비티는 상기 베이스 기판의 일측 가장자리를 따라 기다란 형상을 가지는 자외선 발광 다이오드 패키지.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102472710B1 (ko) * 2018-06-05 2022-11-30 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자 패키지
KR102650690B1 (ko) * 2018-10-23 2024-03-25 주식회사 루멘스 Uv led 패키지

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110094690A (ko) * 2010-02-17 2011-08-24 주식회사 루멘스 발광 다이오드 패키지
KR20130054866A (ko) * 2011-11-17 2013-05-27 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 조명 장치
JP2014146689A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Panasonic Corp 紫外線発光装置
KR20140132516A (ko) * 2013-05-08 2014-11-18 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 모듈 및 조명 시스템
KR20150001101U (ko) * 2013-09-04 2015-03-12 아이-치운 프리시젼 인더스트리 씨오., 엘티디. 발광 다이오드 및 발광 다이오드의 리드 프레임

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110094690A (ko) * 2010-02-17 2011-08-24 주식회사 루멘스 발광 다이오드 패키지
KR20130054866A (ko) * 2011-11-17 2013-05-27 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 조명 장치
JP2014146689A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Panasonic Corp 紫外線発光装置
KR20140132516A (ko) * 2013-05-08 2014-11-18 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 모듈 및 조명 시스템
KR20150001101U (ko) * 2013-09-04 2015-03-12 아이-치운 프리시젼 인더스트리 씨오., 엘티디. 발광 다이오드 및 발광 다이오드의 리드 프레임

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