KR100708349B1 - 반도체 발광 장치, 그의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치 - Google Patents

반도체 발광 장치, 그의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치 Download PDF

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야스지 타케나카
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

반도체 발광 장치는 주 표면(1a)을 갖는 리드 프레임(1), LED칩(4), LED칩(4)을 완전히 덮도록 제공된 에폭시 수지(6), 및 LED칩(4)을 둘러싸도록 제공된 수지부(3)를 포함한다. 에폭시 수지(6)는 상부면(6a)을 포함한다. 수지부(3)는 주 표면(1a)으로부터의 거리가 주 표면(1a)으로부터 상부면(6a)까지의 거리보다 큰 위치에 설치된 상부면(3a), 및 LED칩(4)이 위치하는 측에서 주 표면(1a)으로부터 멀어지는 방향으로 연장하여 상부면(3a)에 도달하는 내벽(3b)을 포함한다. 따라서, 상기 반도체 발광 장치는 방열성이 뛰어난 동시에, 광의 지향성을 적절하게 제어할 수 있으며, 그의 제조 방법 및 전자 촬상 장치가 제공된다.

Description

반도체 발광 장치, 그의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치{SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC IMAGE PICKUP DEVICE}
도1은 본 발명의 실시예1에 따른 반도체 발광 장치를 나타낸 단면도이다.
도2는 도1의 반도체 발광 장치를 나타낸 평면도이다.
도3은 도1의 III-III선의 단면도이다.
도4는 수지부의 내벽에 의해 광이 반사되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도5 및 도6은 내벽에 의해 규정되는 형상의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도7은 본 발명의 실시예2에 따른 반도체 발광 장치를 나타낸 단면도이다.
도8은 본 발명의 실시예3에 따른 반도체 발광 장치를 나타낸 단면도이다.
도9는 본 발명의 실시예4에 따른 반도체 발광 장치를 나타낸 평면도이다.
도10은 본 발명의 실시예5에 따른 카메라가 장착된 휴대 전화를 나타낸 사시도이다.
도11은 도10의 카메라가 장착된 휴대 전화에서 광이 조사되는 기준면 위의 조도를 나타낸 다이어그램이다.
도12는 본 발명의 실시예6에 따른 반도체 발광 장치를 나타낸 평면도이다.
도13은 도12의 XIII-XIII선의 측면도이다.
도14는 도12에 도시된 반도체 발광 장치의 제조 공정을 설명하는 플로우챠트이다.
도15는 도12에 도시된 반도체 발광 장치의 제조 공정을 나타낸 평면도이다.
도16은 종래의 반도체 발광 장치의 대표적인 구조를 나타낸 단면도이다.
본 출원은, 그 내용들이 본 출원에 참조되어 포함된, 2003년 2월 18일 및 2003년 12월 17일자로 각각 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2003-039609호 및 제2003-419433호에 기초하고 있다.
본 발명은 일반적으로 반도체 발광 장치, 그의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 발광 다이오드(LED) 등의 반도체 발광 소자를 이용한 반도체 발광 장치, 그 반도체 발광 장치의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치에 관한 것이다.
도16은 종래의 반도체 발광 장치의 대표적인 구조를 나타내는 단면도이다. 도16을 참조하면, 반도체 발광 장치는 주 표면(101a)을 가진 리드 프레임(101)을 포함한다. 리드 프레임(101)은 소정의 패턴 형상으로 형성되어 있고, 주 표면(101a)에는 슬릿 형태의 홈(101m)이 형성되어 있다. 리드 프레임(101)은, 주 표면(101a)에서 떨어진 위치에 단자부(101n)가 형성되도록 구부려져 있다. 단자 부(101n)는 반도체 발광 장치를 실장하는 기판 등에 접속된다.
리드 프레임(101)의 주위에는 인서트 성형 등에 의해 수지부(103)가 제공되어 있다. 수지부(103)는 주 표면(101a)상에 오목부(103m)를 규정하고 있다. 오목부(103m)의 내부에 위치하도록, 주 표면(101a)상에는 은 (Ag) 페이스트(107)를 통해 LED칩(104)이 탑재되어 있다. LED칩(104)의 상부면측에 형성된 전극은 리드 프레임(101)의 주 표면(101a)에 본딩 와이어(105)를 통해 접속되어 있다.
주 표면(101a)상에는 LED칩(104) 및 본딩 와이어(105)를 덮고, 오목부(103m)의 내부를 완전히 충전하도록 에폭시 수지(106)가 제공된다.
계속하여, 도16에서의 반도체 발광 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 먼저, 판 형상의 리드 프레임(101)을 소정의 패턴 형상으로 가공한다. 은(Ag)으로 도금된 리드 프레임(101)을 수지부(103)에 인서트 성형한다. 그 후, 주 표면(101a)상에 은 페이스트(107)를 통해 LED칩(104)을 탑재한다. LED칩(104)과 주 표면(101a)을 본딩 와이어(105)를 통해 전기적으로 접속한다.
LED칩(104) 및 본딩 와이어(105)를 에폭시 수지(106)로 봉입한다. 리드 프레임(101)이 은으로 도금되어 있기 때문에, 녹 등이 발생하고, 납땜이 방해될 우려가 있다. 이 때문에, 리드 프레임(101)은, 예컨대 땜납으로 도금된 그의 외부면을 갖게 된다. 마지막으로, 리드 프레임(101)의 불필요 부분을 절단하고, 소정 형상으로 구부리는 가공을 행함에 의해 단자부(101n)를 형성한다.
이러한 종래의 반도체 발광 장치는, 예컨대 일본 특허 공개 공보 제1995-235696호 및 제2002-141558호 등에 개시되어 있다.
그러나, 반도체 발광 장치의 휘도를 증가시킴에 있어서, 도16에 도시된 반도체 발광 장치에서는 다음과 같은 문제들이 발생하였다.
수지부(103)는 소정의 패턴 형상으로 형성된 리드 프레임(101)의 형상을 고정하는 작용 이외에, LED칩(104)에서 방사된 광을 오목부(103m)의 측벽에서 반사함에 의해 광의 지향성을 제어하는 작용도 하고 있다. 그러나, LED칩(104)에서 방사된 광의 진행 방향은 에폭시 수지(106)의 상부면 측에서 출사할 때 굴절에 의해 변화한다. 이 때문에, 종래 기술에서는, 광의 지향성을 적절하게 제어할 수 없어서 반도체 발광 장치의 고휘도화를 실현할 수 없었다.
또한, 반도체 발광 장치가 실장되는 기판과 리드 프레임(101) 사이에서의 의도하지 않은 접촉에 의한 단락을 방지하기 위해, 리드 프레임(101)을 구부려서 단자부(101n)를 형성하고 있다. 그러나, 반도체 발광 장치의 제품의 높이에는 제한이 있기 때문에, 이와 같은 구부리는 구조를 갖는 리드 프레임(101)에 의해서는 수지부(103)의 높이를 충분히 확보할 수 없다. 이것 또한, 종래 기술에 있어서 반도체 발광 장치의 고휘도화를 실현하는 것을 방해하게 된다.
반도체 발광 장치의 방열을 개선하고자 할 때, 도16에 도시된 반도체 발광 장치에서는 이하에 설명하는 문제가 발생되었다.
먼저, 반도체 발광 장치의 방열을 개선하고자 하는 필요성에 대해 간단히 설명한다. 탑재되어 있는 LED칩(104)이 발광할 때 열이 발생된다. LED칩(104)을 통해 흐르는 전류가 증가하면 발열량도 커진다. 일반적으로, LED칩(104)의 온도가 증가하면, LED칩(104)의 발광 효율이 낮아지고, 또한 광의 열화가 초래된다. 즉, LED 칩(104)을 통해 큰 전류를 흘려 보내도 효과적으로 밝은 광을 취출할 수 없게 되고, 또한 LED칩(104)의 수명을 단축시키게 된다. 이상과 같은 이유로부터, LED칩(104)에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방열하는 것이 필요하게 된다.
반도체 발광 장치의 방열을 개선하기 위해서는 다음과 같은 방법들이 고려될 수 있다:
(a) 리드 프레임(101)의 두께를 증가시키고;
(b) LED칩(104)에서 단자부(101n)까지의 거리를 감소시키며;
(c) 리드 프레임(101)을 형성하는 재료로서 높은 열전도성을 가진 재료를 사용한다.
그러나, 종래 기술에서는, 반도체 발광 장치를 제조하는 공정에서 리드 프레임(101)을 구부려 가공을 행할 필요가 있으며, 따라서 리드 프레임(101)의 두께를 어느 정도로만 증가시킬 수 있다.
또한, 금형으로 판 재료를 펀칭함에 의해 리드 프레임(101)을 소정의 패턴으로 형성하고 있다. 리드 프레임(101)의 두께가 증가되는 경우, 판 재료를 뚫을 때에 사용하는 금형의 강도를 확보하기 위해, 금형의 두께를 증가시켜야할 필요가 있다. 이 때문에, 금형에 의해 뚫리는 판의 부분의 폭,즉 슬릿 형태의 홈(101m)의 폭이 넓어진다. 이 경우, 주 표면(1a)상에 본딩을 위한 영역을 충분히 확보할 수 없다. 또한, 리드 프레임(101)의 표면적이 감소함에 따라 방열성이 반대로 저하되는 문제도 발생한다. 이와 같은 이유로부터, 반도체 발광 장치의 방열을 개선시키기 위해 상기 (a)에 나타낸 방법을 채용할 수 없었다.
프레임을 구부리게 됨으로써 주 표면(101a)으로부터 떨어진 위치에 단자부(101n)가 형성되는 리드 프레임(101)의 구조 상, 주 표면(101a)에 탑재된 LED칩(104)으로부터 단자부(101n)까지의 거리를 일정 이상으로 작게 할 수 없다. 이로써, 반도체 발광 장치의 방열을 개선시키기 위해 상기 (b)에 나타낸 방법도 채용되지 않았다.
또한, 리드 프레임(101)의 구조와 관련된 동일한 이유로부터, 리드 프레임(101)을 형성하는 재료로서 구부림 가공성이 우수한 재료를 선택할 필요가 있다. 이 때문에, 단순하게 고열전도성을 가진 재료를 리드 프레임(101)용으로 사용할 수 없다. 이러한 이유로부터, 반도체 발광 장치의 방열을 개선시키기 위해 상기 (c)에 나타낸 방법도 채용할 수 없었다.
본 발명의 목적은 상기한 과제를 해결하는 것으로서, 방열성이 뛰어나고, 광의 지향성을 적절하게 제어할 수 있는 반도체 발광 장치, 그의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 반도체 발광 장치는: 제1 영역 및 상기 제1 영역(10)의 외주를 따라 연장하는 제2 영역이 규정되어 있는 주 표면을 갖는 리드 프레임; 상기 제1 영역에 설치된 반도체 발광 소자; 상기 반도체 발광 소자를 완전히 덮도록 상기 제1 영역에 설치된 제1 수지 부재; 및 상기 반도체 발광 소자를 둘러싸도록 상기 제2 영역에 제공된 제2 수지 부재를 포함한다. 상기 제1 수지 부재는 상기 반도체 발광 소자에서 방사된 광에 대해 제1 반사율을 가지며, 제2 수지 부재는 상기 반도 체 발광 소자에서 방사된 광에 대해 상기 제1 반사율보다 큰 제2 반사율을 가진다. 상기 제1 수지 부재는 제1 상부면을 포함한다. 상기 제2 수지 부재는 상기 주 표면에서의 거리가 상기 주 표면에서 상기 제1 상부면까지의 거리보다 큰 위치에 설치된 제2 상부면, 및 상기 반도체 발광 소자가 위치하는 측에 제공되어 상기 주 표면에서 멀어지는 방향으로 연장하여 상기 제2 상부면에 도달하는 내벽을 포함한다.
이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 반도체 발광 소자에서 방사된 광은 상대적으로 작은 반사율을 가지는 제1 수지 부재를 투과하고, 제1 수지 부재의 제1 상부면에서 외부로 출사한다. 본 발명에서, 제2 수지 부재는 제1 상부면보다 높은 위치에 설치된 제2 상부면을 가진다. 이로써, 제1 상부면 위에도 제2 수지 부재의 내벽이 존재하며, 따라서 제1 상부면에서 출사된 광을 상대적으로 큰 반사율을 갖는 제2 수지 부재의 내벽에 의해 반사시키는 것이 가능하다. 이로써, 광의 지향성을 적절하게 제어할 수 있고, 반도체 발광 장치로부터 고휘도의 광을 얻을 수 있다. 또한, 제2 상부면보다 낮은 위치에 제1 상부면을 제공하고 있기 때문에, 반도체 발광 소자에서 출사된 광이 제1 수지 부재를 투과할 때에 감쇠하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 장치에서 고휘도의 광을 얻을 수 있다.
상기 반도체 발광 장치는 반도체 발광 소자에 접속된 일 단부 및 상기 주 표면에 접속된 타 단부를 갖는 금속 배선을 더 포함하고, 상기 제1 수지 부재는 상기 금속 배선을 완전히 덮도록 제공된다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 제1 수지 부재는 반도체 발광 소자의 배선으로서 제공된 금속 배선을 보호함과 동시에 상기한 효과를 발휘한다.
상기 금속 배선의 일 단부는 선 형상으로 형성되고, 상기 금속 배선의 타 단부는 볼 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 금속 배선을 소정의 위치에 접속할 때, 리드 프레임의 주 표면과 금속 배선의 타 단부를 볼 본딩한 다음, 반도체 발광 소자와 금속 배선의 일 단부를 웨지 본딩한다. 이로써, 금속 배선의 일 단부는 낮은 프로파일의 루프 형태로 반도체 발광 소자에 접속된다. 따라서, 제2 상부면에 대해 더욱 낮은 위치에 제1 상부면을 제공할 수 있다.
상기 금속 배선의 일 단부에는 상기 반도체 발광 소자와의 사이에 상기 금속 배선을 통해 볼 형태의 금속이 제공되어 있다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 금속 배선의 일 단부를 반도체 발광 소자에 의해 확실하게 접속할 수 있다. 이로써 반도체 발광 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 반도체 발광 장치는 적색, 청색 및 녹색의 광을 각각 발광하는 3개의 상기 반도체 발광 소자, 및 상기 3개의 반도체 발광 소자가 하나씩 제공되고, 서로 떨어져 있는 3개의 리드 프레임을 포함한다. 상기 리드 프레임 각각은 서로 다른 방향으로 연장한다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 광을 방사함에 의해 반도체 발광 소자에서 발생한 열은 리드 프레임으로로 전달된다. 그러나, 리드 프레임은 각각 다른 방향으로 연장하고 있기 때문에, 열이 전달되는 방향을 분산시킬 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자에 발생하는 열을 리드 프레임으로부터 효율적으로 방출할 수 있다.
* 청색 및 녹색의 광을 각각 발광하는 상기 반도체 발광 소자가 설치된 상기 리드 프레임의 상기 주 표면의 면적은 적색의 광을 발광하는 상기 반도체 발광 소자가 제공된 상기 리드 프레임의 상기 주 표면의 면적보다 크다. 청색 및 녹색의 광을 발광하는 반도체 발광 소자는 적색의 광을 발광하는 반도체 발광 소자보다 발열량이 크다. 따라서, 이와 같이 구성된 반도체발광 장치에 따르면, 다른 색의 광을 발광하는 반도체 발광 소자로부터 발생된 열을 리드 프레임을 통해 균등하게 방열할 수 있다.
상기 리드 프레임은 슬릿 형태의 홈에 의해 분리된 부분을 포함하고, 상기 부분은 상기 리드 프레임의 다른 부분 보다 얇게 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 상기 리드 프레임에서는 연관된 부분들을 분리하는 슬릿 형태의 홈의 폭을 작게 하도록 가공될 수 있다. 이에 비해, 리드 프레임의 다른 부분은 비교적 두껍게 하여, 리드 프레임에 의한 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
리드 프레임은 동일 평면으로 연장하는 판 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 리드 프레임의 높이를 낮게 억제함에 따라, 주 표면에서 제2 상부면까지의 거리를 증가시켜 제2 수지 부재를 제공할 수 있다. 이로써 반도체 발광 소자에서 방사된 광의 지향성을 더욱 제어하기 쉽게된다. 또한, 리드 프레임의 구부림 가공성을 고려하지 않고 리드 프레임을 형성하는 재료를 선택할 수 있다. 따라서, 열전도성이 우수한 재료로써 리드 프레임을 형성하여, 리드 프레임에 의한 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
리드 프레임은, 주 표면에 대해 반대쪽의 면에 형성되고 수지로 충전되는 제 1 오목부를 포함한다. 상기 반대쪽의 면에는, 제1 오목부의 양측에,
실장 기판에 전기적으로 접속될 단자부가 제공되어 있다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 실장 기판이 리드 프레임의 의도되지 않은 부분과 접촉함에 의해 발생하는 단락을 방지할 수 있다. 따라서, 단자부를 통한 리드 프레임과 실장 기판 사이의 전기적 접속을 적절하게 행할 수 있게 된다.
리드 프레임은 제1 영역에 형성된 제2 오목부를 포함하고, 반도체 발광 소자는 제2 오목부에 설치되어 있다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 반도체 발광 소자에서 방사된 광은 제2 오목부를 규정하는 리드 프레임의 측벽에 의해 반사된다. 이로써, 반도체 발광 소자에서 방사된 광의 지향성을 더욱 제어하기 쉽게된다.
리드 프레임은 열전도율이 300W/mK 이상 400W/mK 이하인 금속에 의해 형성되어 있다. 리드 프레임을 형성하는 금속의 열전도율이 300W/mK보다 적은 경우, 리드 프레임에 의한 방열 효과를 충분히 얻을 수 없다. 리드 프레임을 형성하는 금속의 열전도율이 400W/mK보다 큰 경우, 리드 프레임을 실장할 때에 발생하는 열이 반도체 발광 소자에 전달됨에 따라, 반도체 발광 소자의 신뢰성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 소정의 열전도율을 갖는 금속에 의해 리드 프레임이 형성되는 본 반도체 발광 장치에 따르면, 반도체 발광 소자의 신뢰성을 저하시키지 않고 리드 프레임에 의한 방열을 충분히 확보하는 것이 가능하다.
제2 수지 부재는 주 표면에 평행한 면에서 내벽에 의해 규정되는 형상의 면적이 주 표면에서의 거리의 증가에 따라 커지도록 형성되어 있다. 이와 같이 구성 된 반도체 발광 장치에 따르면, 광을 효율적으로 전면으로 출사되게 할 수 있다. 이로써 반도체 발광 소자에서 방사된 광을 고휘도로 취출할 수 있다.
주 표면에 평행한 면에서 내벽에 의해 규정되는 형상은 원형, 타원형 및 다각형 중 하나이다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 광을 효율적으로 전면으로 출사함에 덧붙여, 광의 지향성을 용이하게 제어할 수 있다.
리드 프레임은 주 표면의 외주에서 돌출하여 소정의 방향으로 연장되는 리드 단자를 포함한다. 리드 단자는 소정의 방향으로 연장되는 첨단에 단부면이 형성된 첨단부, 및 주 표면의 외주와 첨단부 사이에 위치하는 기부를 가진다. 리드 단자는, 단부면의 면적이 단부면에 평행한 평면에서의 기부의 단면적보다 작게 되도록 형성되어 있다. 첨단부에 형성된 단부면은 소정의 절단용 공구에 의해 형성된 절단면에 대응한다.
본 발명에 따른 반도체 발광 장치의 제조 방법은: 복수의 반도체 발광 장치가 형성된 리드 프레임 기부 부재를 준비하는 단계; 및 상기 리드 프레임기부 부재를 첨단부에서 절단함에 의해 리드 프레임기부 부재로부터 복수의 반도체 발광 장치를 절단해 내는 단계를 포함한다.
이와 같이 구성된 반도체 발광 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 리드 단자의 첨단부에 형성된 단부면은 리드 프레임 기부 부재로부터 반도체 발광 장치를 절단해낼 때 형성되는 절단면에 대응한다. 따라서, 상기 단부면에서는 리드 프레임의 기부 재료인 금속이 노출되어 있고, 산화 등의 영향에 의해, 땜납에 대한 습윤성이 열화된 상태로 된다. 본 발명에서는, 그 단부면의 면적이 상대적으로 적어지도록 리드 단자가 형성되어 있기 때문에, 반도체 발광 장치의 실장 시에 땜납에 대한 리드 단자의 습윤성을 확보할 수 있다. 또한, 리드 프레임 기부 부재로부터 반도체 발광 장치를 절단해 내는 공정에서 보다 적은 힘으로 첨단부를 절단할 수 있기 때문에, 반도체 발광 장치의 제조 공정을 용이하게 하는 것이 가능하다.
리드 단자는 기부에서 제1의 폭을 가지며 첨단부에서 제1 폭보다 작은 제2 폭을 가진다. 여기에서, 제1 및 제2 폭이란, 주 표면에 평행한 평면에서, 리드 단자가 연장되는 소정의 방향에 대해 직각 방향의 길이에 대응하는 것이다. 이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 첨단부에 형성된 단부면의 면적이 기부의 단면적보다 적어지게 되어, 상기한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 첨단부와 기부 사이에 형성된 단차는 과잉 도포된 땜납을 수용하도록 이용될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 장치의 실장 시에 더 양호한 납땜을 행할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 촬상 장치는 상기한 임의의 반도체 발광 장치를 구비한다. 이와 같이 구성된 전자 촬상 장치에 따르면, 상기한 효과를 전자 촬상 장치에서 실현할 수 있다.
반도체 발광 장치로부터 소정의 거리에 장방형의 기준면을 제공하는 경우, 반도체 발광 장치로부터의 광이 조사되는 기준면의 각 구석에서의 조도는 기준면의 중심에서의 조도의 50% 이상이다. 이와 같이 구성된 전자 촬 상 장치에 따르면, 반도체 발광 소자로부터 방사된 광의 지향성을 적절하게 제어함에 의해, 기준면상에서의 휘도에 큰 차가 없는 소망하는 촬상 조건을 실현할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 양태 및 장점들은 첨부 도면들을 참조 한 이하의 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
실시예1
도1을 참조하면, 반도체 발광 장치는 소정의 패턴 형상으로 형성된 주 표면(1a)을 가진 리드 프레임(1), 주 표면(1a)상에 설치된 LED칩(4), LED칩(4)을 덮도록 주 표면(1a)상에 설치된 에폭시 수지(6), 및 에폭시 수지(6)의 주위에 제공된 수지부(3)를 포함한다.
리드 프레임(1)은 동일 평면상에서 연장하는 판 형상을 가진다. 리드프레임(1)에는, 소정의 패터닝 가공을 행함에 따라, 주 표면(1a)에서 주 표면(1a)의 대향 면(1b)까지 연장하도록 형성된 슬릿 형태의 홈(1m)이 형성되어 있다.
리드 프레임(1)의 반대쪽의 면(1b)에는, 슬릿 형태의 홈(1m)과 소통하는 홈(15)이 형성되어 있다. 이와 같이 리드 프레임(1)에서 슬릿 형태의 홈(1m)이 형성된 부분(1t)은, 다른 부분 보다 얇게 형성되어 있다.
도2는 리드 프레임(1)에 형성되어 있는 일부의 구조물을 나타내고 있다. 도1 및 도2를 참조하면, 주 표면(1a)에는 2개의 영역(10,20)이 형성된다. 영역(10)은 2점 쇄선으로 도시된 원(13)의 내부 영역이고, 영역(20)은 영역(10)의 외주를 따라 연장하는 원(13)의 외부 영역이다. 원(13)의 중심을 통과하도록 슬릿 형태의 홈(1m)이 형성되어, 리드 프레임(1)의 부분을 분리하고 있다.
LED칩(4)은 주 표면(1a)의 영역(10)에 제공되어 있다. LED칩(4)은 은(Ag) 페 이스트(7)를 통해 제공된다. LED칩(4)의 최상부면에 설치된 전극(도시 안됨)은, LED칩(4)이 제공된 주 표면(1a)의 부분으로부터, 슬릿 형태의 홈(1m)에 의해, 분리되어 있는 주 표면(1a)의 일 부분에 금속 배선(5)을 통해 접속되어 있다. 즉, LED칩(4)은 은 페이스트(7) 및 금속 배선(5)을 통해 주 표면(1a)에 기계적 및 전기적으로 접속되어 있다.
LED칩(4)의 전극에 접속된 금속 배선(5)의 일 단부(5p)는 볼 형상으로 형성된다. 주 표면(1a)에 접속된 금속 배선(5)의 타 단부(5q)는 선 형상으로 형성되어 있다. 즉, 금속 배선(5)을 소정의 위치에 접속할 때의 와이어 본딩은, 먼저 금속 배선(5)의 일 단부(5p)를 LED칩(4)의 전극에 볼 본딩하고, 계속하여 금속 배선(5)의 타 단부(5q)를 주 표면(1a)에 웨지 본딩함에 의해 행해진다.
LED칩(4)에서 광이 방사되면, 열이 발생한다. 이 열은 리드 프레임(1)에 전달되고, 리드 프레임(1)으로부터 외부로 방열된다. 본 실시예에서는, 리드 프레임(1)의 부분(1t)을 얇게 형성함에 따라, 슬릿 형태의 홈(1m)을, 홈 폭을 작게 하여 가공할 수 있다. 한편, 리드 프레임(1)의 나머지 부분은 두껍게 함에 따라, 리드 프레임(1)에 의한 방열 효율을 양호하게 할 수 있다.
리드 프레임(1)으로부터 효율적인 방열을 행하도록, 리드 프레임(1)은, 열전도율이 300W/mK이상 400W/mK이하인 금속으로 형성되어 있다. 리드 프레임(1)을 형성하는 금속의 열전도율이 300W/mK보다 적은 경우, 리드 프레임(1)에 의한 방열 효과가 불충분하게 된다. 리드 프레임(1)을 형성하는 금속의 열전도율이 400W/mK보다 큰 경우, 리드 프레임(1)을 실장할 때에 발생하는 열이 LED칩(4)에 전달됨에 따라, LED칩(4)의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
구체적으로, 주 성분인 동(cu)에 대해, 철(Fe), 아연(ze), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 실리콘(Si), 주석(Sn), 납(Pb) 또는 은(Ag)의 금속을 적절하게 혼합한 합금에 의해 리드 프레임(1)이 형성된다. 이 경우, 구리에 더해지는 금속의 분량을 작게 할수록, 리드 프레임(1)을 형성하는 합금의 열전도율을 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 리드 프레임(1)이 접혀지지 않는다. 따라서, 리드 프레임(1)을 형성하는 재료를 선택할 때, 그 재료의 절곡 가공성을 고려할 필요가 없다. 이 때문에, 폭넓은 종류의 재료로부터 리드 프레임(1)을 형성하기 위한 재료를 선택할 수 있다. 또한, 리드 프레임(1)이 접혀지지 않는 구조로 형성되어 있기 때문에, 구부릴 때에 발생하는 갈라짐 및 크랙을 등을 걱정할 필요가 없다.
리드 프레임(1)은 수지에 인서트 성형됨에 따라, 주 표면(1a)위에는 영역(20)에 위치하는 수지부(3)가 제공되어 있다. 또한, 수지가 리드 프레임(1)의 반대쪽의 면(1b)에까지 수지부(8)를 형성하고 있다. 수지부(8)는 슬릿 형태의 홈(1m) 및 홈(15)을 충전하도록 제공되어 있다. 수지부(3,8)는 소정의 패턴 형상으로 형성된 리드 프레임(1)의 형상을 유지하는 작용을 한다. 특히, 본 실시예에서는, 수지부(8)가 리드 프레임(1)의 반대쪽의 면(1b)의 넓은 영역을 덮고 있기 때문에, 리드 프레임(1)과 수지부(8) 사이의 접착 강도를 증대시킬 수 있고, 이로써 반도체 발광 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 수지부(8)의 양측에 위치하는 리드 프레임(1)의 반대쪽의 면(1b)에는, 반도체 발광 장치를 실장 기판에 접속하기 위한 단자부(9)가 제공되어 있다.
수지부(8)의 양측에 위치하는 단자부(9)는 절연체인 수지부(8)에 의해 서로 분리되어 있다. 이 때문에, 단자부(9)를 실장 기판에 납땜하는 경우, 예컨대 애노드 및 캐소드 사이, 또는 LED칩들 사이 등에서 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
수지부(3)는 주 표면(1a)에 거의 평행한 평면으로 연장하는 상부면(3a), 및 LED칩(4)이 제공된 주 표면(1a)의 영역(10)을 둘러싸고, 주 표면(1a)으로부터 멀어지는 방향으로 연장하는 내벽(3b)을 가진다. 내벽(3b)은 주 표면(1a)과 상부면(3a)에 소통하고 있다. 수지부(3)의 내벽(3b)은 LED칩(4)으로부터 방사되는 광을 반사시키는 반사면으로서 작용한다.
수지부(3,8)는 LED칩(4)으로부터의 광을 수지부(3)로 효율적으로 반사시키기 위해, 반사율이 높은 백색의 수지로 형성되어 있다. 또한, 제조 시의 리플로우 공정을 고려하여, 수지부(3,8)는 내열성이 우수한 수지로 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 양방의 조건을 충족시키는 액정 폴리머 또는 폴리아미드계 수지 등이 사용되고 있지만, 이것 이외의 수지 및 세라믹도 수지부(3,8)를 형성하는 재료로서 사용할 수 있다. LED칩(4)에서 방사된 광을 더 효율적으로 반사시키기 위해, 내벽(3b)의 표면을 피복할 수도 있다.
수지부(3)의 내벽(3b)과 주 표면(1a)에 의해 형성된 오목부에 LED칩(4) 및 금속 배선(5)이 위치하고 있다. 그 오목부에는, LED칩(4) 및 금속 배선(5)을 덮도록 에폭시 수지(6)가 제공되어 있다. 에폭시 수지(6)는, 외부에서의 물리적 및/또는 전기적인 접촉에 대해 LED칩(4) 및 금속 배선(5)을 보호하도록 작용한다. 에폭 시 수지(6)는, 내벽(3b)에서 중심부로 향해 약간 오목한 상부면(6a)을 가진다. 에폭시 수지(6)는, 주 표면(1a)에서 상부면(6a)까지의 거리가 주 표면(1a)에서 수지부(3)의 상부면(3a)까지의 거리보다 작게 되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 에폭시 수지(6)의 상부면(6a)상에서도 상부면(3a)을 향한 방향으로 내벽(3b)이 연장되고 있다.
에폭시 수지(6)는 LED칩(4)에서 방사된 광에 대해, 수지부(3)의 반사율보다 작은 반사율을 갖는 재료로 형성되어 있다. 구체적으로, 포팅 시스템에 의해 금형으로 주입된 투명 또는 유백색의 수지가 사용된다. 이와 다르게, 트랜스퍼 성형 또는 인젝션 성형 등에 의해서도 에폭시 수지(6)를 제공할 수 있다. 이 경우, 에폭시 수지(6)를 임의의 형상(예컨대, 렌즈 형상)으로 형성할 수 있다.
도1 및 도3을 참조하면, 주 표면(1a)에 평행한 평면에서 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상(25)은 원형으로 되어 있다. 수지부(3)는, 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상(25)의 면적이 주 표면(1a)에서의 거리가 증가함에 따라 커지도록 형성되어 있다. 즉, 내벽(3b)은, 정점이 아래쪽으로 위치한 원뿔형을 취하는 경우, 그 원뿔형의 저면에서 정점을 향해 연장하는 원뿔형의 측벽에 대응하는 형상을 가진다.
도4를 참조하면, 주 표면(1a)상에 광원(22)이 설치되어 있는 경우를 가정하면, 광원(22)에서 방사된 광은 모든 방향으로 진행한다. 반도체 발광 장치에서는, 이 광원(22)에서 방사된 광의 지향성을 적절하게 제어하여, 소정 방향으로 고휘도의 광을 얻는 것이 중요하게 된다. 수지부(3)는, 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상의 면적이 주 표면(1a)에서의 거리의 증가에 따라 증가하도록 형성되어 있기 때문에, 광원에서 주 표면(1a)에 가까운 방향으로 진행하는 광을 내벽(3b)에 의해 소정 방향으로 반사시킬 수 있다. 따라서, 광원에서 방사된 광을 반도체 발광 장치의 전면, 즉 화살표(23)로 나타낸 방향으로 취출할 수 있다. 또한, 주 표면(1a)에 평행한 평면상에서 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상이 원형이기 때문에, 내벽(3b)의 경사를 조정함에 의해 광의 지향성을 용이하게 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 도1을 참조하면, LED칩(4)에서 방사된 광이, 내벽(3b)에 의해 소정 방향으로 반사되어, 에폭시 수지(6)를 투과하며, 상부면(6a)에서 외부로 출사된다. 이때 상부면(6a)에서 굴절이 발생함에 따라 광의 진행 방향이 변화된다. 그러나, 상부면(6a) 위에도 반사면으로서 작용하는 내벽(3b)이 존재하기 때문에, 광을 다시 내벽(3b)에서 반사시켜 반도체 발광 장치의 전면으로 출사되게 할 수 있다.
도5 및 도6은 도3에 나타낸 단면에 대응하는 단면도이다.
도5를 참조하면, 주 표면(1a)에 평행한 평면에서 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상(26)이 타원으로 되도록 수지부(3)를 형성할 수 있다. 이와 다르게, 도6을 참조하면, 주 표면(1a)에 평행한 평면에서 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상(27)이 장방형으로 되도록 수지부(3)를 형성할 수 있다. 이 경우, 반도체 발광 장치에서 발생된 광의 발광 면적을 크게 잡을 수 있다. 이와 같이, 반도체 발광 장치가 탑재되는 전자 기기 등의 사용 목적에 따라, 수지부(3)의 형상을 적절하게 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예1에 따른 반도체 발광 장치는 : 제1 영역으로서의 영역(10) 및 상기 영역(10)의 외주를 따라 연장하는 제2 영역으로서의 영역(20)이 규정되어 있는 주 표면(1a)을 갖는 리드 프레임(1); 상기 영역(10)에 제공된 반도체 발광 소자로서의 LED칩(4); LED칩(4)을 완전히 덮도록 상기 영역(10)에 제공된 제1 수지 부재로서의 에폭시 수지(6); 및 LED칩(4)을 둘러싸도록 상기 영역(20)에 제공된 제2 수지 부재로서의 수지부(3)를 포함한다.
에폭시 수지(6)는 LED칩(4)에서 방사된 광에 대해 제1 반사율을 가진다. 수지부(3)는 LED칩(4)에서 방사된 광에 대해 상기 제1 반사율 보다 큰 제2 반사율을 가진다. 에폭시 수지(6)는 제1 상부면으로서의 상부면(6a)을 포함한다. 수지부(3)는, 주 표면(1a)에서의 거리가 주 표면(1a)으로부터 상부면(6a)까지의 거리보다 큰 위치에 설치된 제2 상부면으로서의 상부면(3a), 및 LED칩(4)이 위치한 측에서 주 표면(1a)으로부터 멀어지는 방향으로 상부면(3a)에 도달하도록 연장되어 있는 내벽(3b)을 포함한다.
반도체 발광 장치는, LED칩(4)에 접속되는 일 단부(5p) 및 주 표면(1a)에 접속되는 타 단부(5q)를 갖는 금속 배선으로서의 금속 배선(5)을 더 포함한다. 에폭시 수지(6)는, 금속 배선(5)을 완전히 덮도록 제공되어 있다.
리드 프레임(1)은 슬릿 형태의 홈(1m)에 의해 분리된 부분들(1t)을 포함한다. 상기 부분(1t)은 리드 프레임(1)의 다른 부분보다 얇게 되어 있다.
리드 프레임(1)은 동일 평면으로 연장하는 판 형상으로 형성되어 있다. 리드 프레임(1)은, 주 표면(1a)에 대해 반대쪽의 면(1b)에 형성되고, 또한 수지로서의 수지부(8)가 충전되어 있는 제1 오목부로서 홈(15)을 포함한다. 반대쪽의 면(1b)에 는, 홈(15)의 양측으로 위치하여 실장 기판에 전기적으로 접속되는 단자부(9)가 제공되어 있다.
수지부(3)는, 주 표면(1a)에 평행한 평면에서 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상의 면적이, 주 표면(1a)에서의 거리가 증가함에 따라 커지도록 형성되어 있다. 주 표면(1a)에 평행한 평면에서 내벽(3b)에 의해 규정되는 형상은 원형, 타원형 및 다각형 중 어느 것으로도 될 수 있다.
이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 상부면(6a)상에도 LED
칩(4)에서 방사된 광을 반사시키기 위한 내벽(3b)이 연장하고 있다. 또한, 상대적으로 낮은 위치에 에폭시 수지(6)의 상부면(6a)이 설치되어 있기 때문에, 광이 에폭시 수지(6)를 을 투과할 때에 감쇠됨을 억제할 수 있다. 또한, 판 형상으로 형성됨에 따라 리드 프레임(1)의 높이가 낮게되어 있기 때문에, 수지부(3)의 높이를 높게 할 수 있고, 이로써 LED칩(4)에서 방사된 광을 반사시키기 위한 내벽(3b)을 보다 높은 위치까지 연장되게 할 수 있다. 따라서, LED칩(4)에서 방사된 광의 지향성을 적절하게 제어하여, 반도체 발광 장치로부터 고휘도의 광을 취출할 수 있게 된다.
실시예2
도7을 참조하면, 실시예2의 반도체 발광 장치는 실시예1의 반도체 발광 장치와 비교하여, 리드 프레임(1)의 형상이 다르다. 이하에서, 중복되는 구조의 설명은 생략한다.
리드 프레임(1)의 주 표면(1a)에는, 영역(10)(도2 참조)에 위치하는 오목 부(30)가 형성되어 있다. 오목부(30)의 저면에는, LED칩(4)이 은 페이스트(7)를 통해 제공되어 있다. 오목부(30)의 저면에는, LED칩(4)의 상부면에서 연장되는 금속 배선(5)의 타 단부(5q)가 접속되어 있다. 오목부(30)의 측벽은, 주 표면(1a)에서의 오목부(30)의 개구 면적이 오목부(30)의 저면의 면적보다 크도록 경사되게 형성되어 있다.
에폭시 수지(6)는 LED칩(4) 및 금속 배선(5)을 덮도록 제공되어 있다. 본 실시예에서는, LED칩(4)이 상대적으로 낮은 위치에 설치되어 있기 때문에, 에폭시 수지(6)의 상부면(6a)은 실시예1과 비교하여 낮은 위치에 형성된다.
실시예2에 따른 반도체 발광 장치에서, 리드 프레임(1)은, 영역(10)에 형성된 제2 오목부로서의 오목부(30), 및 그 오목부(30)에 제공된 LED칩(4)을 포함한다.
이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 실시예1에 기재된 효과와 유사한 효과를 실현할 수 있다. 또한, 오목부(30)의 측벽은 LED칩(4)에서 방사된 광을 반사하는 반사면으로서 작용한다. 또한, 오목부(30)의 저면에 LED칩(4)을 설치함에 따라, 수지부(3)의 높이를 변경하지 않고, 상부면(6a)에서 상부면(3a)까지 연장하는 내벽(3b)의 거리를 증가시킬 수 있다. 따라서, LED칩(4)에서 방사된 광의 지향성을 더욱 용이하게 제어할 수 있다.
실시예3
도8을 참조하면, 실시예3에 따른 반도체 발광 장치는 실시예1에 따른 반도체 발광 장치와 비교하여, 금속 배선(5)을 주 표면(1a) 및 LED칩(4)의 상부면에 와이 어 본딩하는 형태가 다르다. 이하에서, 중복되는 구조의 설명은 생략한다.
LED칩(4)의 전극에 접속된 금속 배선(5)의 일 단부(5p)는 선 형상으로 형성되고, 주 표면(1a)에 접속된 금속 배선(5)의 타 단부(5q)는 볼 형상으로 형성된다. 즉, 금속 배선(5)을 소정의 위치에 접속할 때의 와이어 본딩은, 먼저 금속 배선(5)의 타 단부(5q)를 주 표면(1a)에 볼 본딩하고, 계속하여 금속 배선(5)의 일 단부(5p)를 LED칩(4)의 전극에 웨지 본딩함에 의해 실행된다. 이와 같이, LED칩(4)의 상부면측에 형성되는 금속 배선(5)의 루프 형상의 크기를 작게 할 수 있다.
에폭시 수지(6)는 LED칩(4) 및 금속 배선(5)을 덮도록 제공되어 있다. 이때, 금속 배선(5)의 루프 형상이 적게 형성되어 있기 때문에, 에폭시 수지(6)의 상부면(6a)은 실시예1과 비교하여 낮은 위치에 형성된다.
본 실시예에서, 웨지 본딩된 금속 배선(5)의 단부(5p)와 LED칩(4)의 전극 사이의 접속 강도가 약간 약해지며, 이로써 필요한 신뢰성(내 리플로우성 또는 내 온도 싸이클성 등)을 만족하지 않을 우려가 있다. 이 경우, 웨지 본딩된 금속 배선(5)의 일 단부(5p)의 위에 다른 금속을 볼 본딩함에 의해 접속을 보강할 수 있다. 이 볼 본딩은, 이미 볼 본딩되어 있는 금속 배선(5)의 타 단부(5q)의 위에서 행해도 된다.
본 발명의 실시예3에 따른 반도체 발광 장치에서, 금속 배선(5)의 일 단부(5p)는 선 형상으로 형성되어 있고, 타 단부(5q)는 볼 형상으로 형성되어 있다. 상기 일 단부(5p)에는 LED칩(4)과의 사이에 금속 배선(5)을 통해 볼 형상의 금속이 제공되어 있다.
이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 실시예1에 기재된 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 금속 배선(5)의 일 단부(5p)를 LED칩(4)의 전극에 웨지 본딩함에 따라, 수지부(3)의 높이를 변경하지 않고, 상부면(6a)에서 상부면(3a)까지 연장하는 내벽(3b)의 거리를 증가시킬 수 있다. 따라서, LED칩(4)에서 방사된 광의 지향성을 더욱 용이하게 제어할 수 있다.
실시예4
도9를 참조하면, 실시예4에 따른 반도체 발광 장치에서는, 실시예1 내지 3의 어느 하나에 기재된 방식으로, 리드 프레임(51,52,53)의 주 표면 에 LED칩(71,72,73)이 각각 탑재되어 있다.
LED칩(71,72,73)은 각각 청색, 적색 및 녹색의 광을 발광한다. LED칩(71,72,73)은 대략 삼각형의 각 정점에 대응하도록 서로 근접하게 설치되어 있다. LED칩(71,72,73)이 제공된 리드 프레임(51,52,53)의 부분은, 슬릿 형태의 홈들에 의해 서로 떨어져 있다. 이와 같이 발광색이 다른 LED칩을 근접하게 배치함에 따라, 풀 컬러의 반도체 발광 장치를 형성하고 있다.
리드 프레임(51,52,53)은, LED칩(71,72,73)이 각각 제공된 부분에서 다른 방향(화살표(41,42,43)로 나타낸 방향)으로 연장되어 있다. 리드 프레임(51,52,53)은, 리드 프레임(51,53)의 주 표면의 면적이 리드 프레임(52)의 주 표면의 면적보다 크게 되도록 형성되어 있다.
리드 프레임(51,52) 사이에는 리드 프레임(81)이 제공되고, 리드 프레임(52,53) 사이에는 리드 프레임(83)이 제공되고, 리드 프레임(53,51) 사이에는 리 드 프레임(82)이 제공되어 있다. 리드 프레임(81)과 LED칩(71)이 금속 배선(61)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 리드 프레임(83)과 LED칩(73)은 금속 배선(63)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 리드 프레임(82)과 LED칩(72)은 금속 배선(62)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
실시예4에 따른 반도체 발광 장치는 적색, 청색 및 녹색의 광을 발광하는 3개의 반도체 발광 소자로서의 LED칩(72,71,73), 및 상기 LED칩(72,71,73)이 각각 제공되고, 서로 떨어져 있는 3개의 리드 프레임(52,51,53)을 포함한다. 리드 프레임(52,51,53)은 각각 서로 다른 방향으로 연장되어 있다.
청색 및 녹색의 광을 각각 발광하는 LED칩(71,73)이 제공된 리드 프레임(51,53)의 주 표면의 면적은, 적색을 발광하는 LED칩(72)이 제공된 리드 프레임(52)의 주 표면의 면적보다 크다.
이와 같이 구성된 반도체 발광 장치에 따르면, 풀 컬러의 반도체 발광 장치에 있어서도 실시예1 내지 3에 기재된 효과를 얻을 수 있다. 특히, 실시예1에서 설명한 바와 같이, 슬릿 형태의 홈이 형성되어 있는 리드 프레임(51,52,53)을 얇게 함으로써, 슬릿 형태의 홈의 폭을 작게 하여 슬릿 형태의 홈을 가공할 수 있다. 이로써, LED칩(71,72,73)을 서로 보다 근접시켜 배치할 수 있기 때문에, 반도체 발광 장치의 혼색성을 향상시킬 수 있다.
또한, 리드 프레임(51,52,53)은 서로 다른 방향으로 연장되어 있다. 이 때문에, LED칩(71,72,73)에서 발생된 열을 분산시켜 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 녹색 및 청색을 발광하는 LED칩(73,71)에 의해 발생되는 많은 발열량을 고려하여, LED칩(73,71)을 탑재하는 리드 프레임(53,51)의 주 표면의 면적을, 적색을 발광하는 LED칩(72)을 탑재하는 리드 프레임(52)의 주 표면의 면적보다 크게 하고 있다. 따라서, LED칩(71,72,73)에 의해 발생되는 열을 리드 프레임(51,52,53)을 통해 균등하게 방열할 수 있다.
복수의 LED칩이 제공된 풀 컬러의 반도체 발광 장치의 경우, LED칩에서 발생되는 발열량도 커지기 때문에, 특히 본 발명을 유효하게 적용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 내벽(3b)의 형상에 따라 빔의 지향각을 용이하게 좁게 할 수 있다. 이와 같이, 풀 컬러의 반도체 발광 장치에 있어서도, 혼색성을 손상시키지 않고 취출 광의 휘도를 높게 할 수 있다. 렌즈를 제공하여 빔의 지향각을 조정하는 방법도 생각되지만, 동시에 혼색성을 향상시키는 것은 매우 곤란하다. 또한, 렌즈의 제공은 반도체 발광 장치의 제품의 높이가 높아지게 되는 문제도 발생된다.
실시예5
도10을 참조하면, 카메라가 장착된 휴대 전화(84)는, 실시예4에서 설명한 반도체 발광 장치에 대응하는 반도체 발광 장치(86)를 포함한다.
케이싱(85)의 전면에는, 액정 화면(90), CCD(charge coupled device)소자용 창(89), 및 발광 소자용 창(87)이 형성되어 있다. 케이싱(85)의 내부에는, 실장 기판(92)이 제공되어 있다. 실장 기판(92) 위에는, 액정 화면(90), CCD소자용 창(89) 및 발광 소자용 창(87)에 대향하는 위치에, 액정(91), CCD(88), 및 반도체 발광 장치(86)가 제공되어 있다. 실장 기판(92)위에는, 액정(91), CCD소자(88) 및 반도체 발광 장치(86)와 별도로, IC칩 등의 전자 부품(93)이 제공되어 있다.
본 실시예의 카메라가 장착된 휴대 전화(84)에서는, 반도체 발광 장치(86)를 보조 광원으로서 이용함으로써, 어두운 장소에서의 피사체의 촬영을 가능하게 하고 있다. 구체적으로, 반도체 발광 장치(86)에 제공된 3종류의 LED칩은 청색, 적색 및 녹색의 광을 발광하여, 피사체를 향해 백색의 광을 조사할 수 있다. 이로써 밝게 조사된 피사체를 촬영하고, 이것을 전자 데이타로서 CCD소자(88)에 취입할 수 있다.
카메라가 장착된 휴대 전화(84)에서는, 균일한 휘도의 광이 피사체에 조사되도록 반도체 발광 장치(86)가 설정되어 있다.
도11을 참조하면, 카메라가 장착된 휴대 전화(84)의 광원에서 소정의 거리 떨어진 위치에 소정의 크기를 갖는 기준면이 제공되어 있다. 이 기준면은, 카메라가 장착된 휴대 전화(84)에 의해 피사체를 촬영하는 범위를 나타내는 것이다. 본 실시예에서는, 카메라가 장착된 휴대 전화(84)의 광원으로부터 50cm 떨어진 위치에, 수직 방향 60cm 및 수평 방향 50cm의 크기를 갖는 기준면(96)이 제공되어 있다.
카메라가 장착된 휴대 전화(84)로부터 기준면(96)의 중심(97)을 향해 광이 방사되는 경우, 기준면(96)의 각 구석(98)에서 측정한 조도가 중심(97)에서 측정한 조도의 50% 이상으로 되도록, 카메라가 장착된 휴대 전화(84)의 반도체 발광 장치(86)가 설정되어 있다. 예컨대, 중심(97)에서 측정된 조도가 30룩스이면, 각 구석(98)에서 15룩스 이상의 조도가 측정된다.
본 발명의 실시예5에 따른 전자 촬상 장치로서의 카메라가 장착된 휴대 전 화(84)는 반도체 발광 장치(86)를 포함한다. 반도체 발광 장치(86)에서 소정의 거리에 장방형의 기준면(96)을 제공한 경우, 반도체 발광 장치(86)로부터의 광이 조사되는 기준면(96)의 각 구석에서의 조도는 기준면(96)의 중심에서의 조도의 50% 이상이다.
이와 같이 구성된 카메라가 장착된 휴대 전화(84)에 따르면, 실시예4에 기재된 효과로부터, 반도체 발광 장치(86)에서 방사된 광의 지향성을 용이하게 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 피사체가 촬영되는 기준면에서 휘도에 큰 차가 없는 소망하는 촬영 조건을 용이하게 실현할 수 있다.
실시예6
도12 및 도13을 참조하면, 실시예6에 따른 반도체 발광 장치(201)는 실시예4의 반도체 발광 장치의 경우와 같이 리드 프레임(1)의 주 표면(1a)상에 3개의 LED칩(4)이 탑재되어 있다. 도13은 실시예6에 따른 반도체 발광 장치(201)의 부분 단면을 나타내는 측면도이다.
리드 프레임(1)에는 주 표면(1a)의 외주에서 돌출하여 형성된 복수의 리드 단자(210)가 제공된다. 리드 단자(210)는 수지부(3)로부터 노출된 상태에서, 서로 간격을 두고 있는 위치로부터 주 표면(1a)의 외주에서 멀어지는 방향(화살표(202)로 나타낸 방향)으로 연장되어 있다. 리드 단자(210)는, 주 표면(1a)의 외주에 상대적으로 가까운 위치에 형성된 기부(211), 및 주 표면(1a)의 외주에서 상대적으로 먼 위치에 형성되고, 돌출하는 리드 단자(210)의 선단에 단부면(213)을 갖는 첨단부(212)로 구성되어 있다. 단부면(213)은, 리드 단자(210)가 연장되는 화살표(202) 로 나타낸 방향에 대해 직교하는 평면으로 연장되어 있다.
기부(211)는 폭 B2으로 형성되어 있고, 첨단부(212) 및 단부면(213)은 폭 B2보다 작은 폭 B1으로 형성되어 있다. 즉, 리드 단자(210)는, 주 표면(1a)의 외주에서 먼 첨단부쪽이 주 표면(1a)의 외주에 가까운 기단부쪽 보다 얇게 되도록 형성되어 있다. 단부면(213)의 면적은 기부(211)를 화살표(202)로 나타낸 방향에 대해 직교하는 평면으로 절단할 때의 단면(도13에 사선부(214)로 나타낸 단면)의 면적보다 적게 되어 있다. 기부(211)와 첨단부(212) 사이에는 단차 부분(221)이 형성되어 있다.
계속하여, 도12에 나타낸 반도체 발광 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도14 및 도15를 참조하면, 먼저, 소정 형상으로 패터닝된 리드 프레임이, 예컨대 수지부(3)에 인서트 성형되어 형성된 리드 프레임 기부 부재(241)를 준비하고, 그 리드 프레임 기부 부재(241)에 복수의 LED칩(4)을 실장한다(S231). 다음에, 실장된 LED칩(4)의 전극과 리드 프레임 기부 부재(241)의 표면을 금속 배선에 의해 접속하는 와이어 본딩을 실행한 후(S232), 에폭시 수지(6)를 봉입한다(S233).
그 후, 리드 단자(210)에, 예컨대 주석(Sn) 및 비스무트(Bi), 또는 주석(Sn) 및 납(Pb)(땜납 도금)을 사용하여 도금 처리를 행한다(S234). 이 공정의 종료 시점에서, 도15에 나타낸 바와 같이, 복수의 반도체 발광 장치(201)가 격자 형태로 배열된 상태의 리드 프레임 기부 부재(241)가 완성된다.
다음, 프레스기를 사용하여 직선으로 배열된 복수의 첨단부(212)를 따라(즉, 2점 쇄선(242)을 따라) 리드 프레임 기부 부재(241)를 절단한다(S235). 이로써, 복 수의 반도체 발광 장치(201)가 리드 프레임 기부 부재(241)로부터 절단되고, 첨단부(212)에는 금형에 의해 절단면에 대응하는 단부면(213)이 형성된다. 그 후, 반도체 발광 장치(201)의 검사 공정을 실행한 다음(S236), 반도체 발광 장치(201)를 소정의 출하 상태로 준비하는 테이핑 공정을 실행한다(S237).
실시예6에 따른 반도체 발광 장치(201)에서, 리드 프레임(1)은 주 표면(1a)의 외주에서 돌출하여 소정의 방향으로 연장되는 리드 단자(210)를 포함한다. 리드 단자(210)는 소정의 방향으로 연장되는 첨단에 단부면(213)이 형성된 첨단부(212), 및 주 표면(1a)의 외주 및 첨단부(212) 사이에 위치한 기부(211)를 가진다. 리드 단자(210)는, 단부면(213)의 면적이 단부면(213)에 평행한 평면에서의 기부(211)의 단면적보다 작게 되도록 형성되어 있다. 리드 단자(210)는 기부(211)에서 제1 폭으로서 폭 B2를 가지고, 첨단부(212)에서 폭 B2보다 작은 제2 폭으로서의 폭 B1을 가진다. 첨단부(212)에 형성된 단부면(213)은 소정의 절단용 공구에 의해 형성된 절단면에 대응한다.
실시예6에 따른 반도체 발광 장치(201)의 제조 방법은 복수의 반도체 발광 장치(201)가 형성된 리드 프레임 기부 부재(241)를 준비하는 공정, 및 리드 프레임 기부 부재(241)를 첨단부(212)에서 절단함에 의해 리드 프레임기부 부재(241)에서 복수의 반도체 발광 장치(201)를 절단해 내는 공정을 포함한다.
상기한 바와 같이 구성된 반도체 발광 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 도14의 S235로 나타낸 공정에서, 단부면(213)은 금형에 의한 절단면으로서 형성된다. 따라서, 단부면(213)에서는, 리드 프레임(1)의 재료인 구리(Cu) 등의 금속이 노출 되고, 이 노출된 금속이 산화되는 등에 의해, 그 부분에서 땜납에 대한 습윤성이 저하된다. 그러나, 본 실시예에서는, 단부면(213)의 면적이 상대적으로 적어지도록 리드 단자(210)가 형성되기 때문에, 이와 같은 영향을 최소 레벨로 억제할 수 있다. 또한, 기부(211)와 첨단부(212) 사이에 형성된 단차 부분(221)은, 과잉 도포된 땜납을 수용하는 공간으로서 작용하기 때문에, 땜납 볼 등의 발생을 억제할 수 있다. 상기한 이유들로부터, 본 실시예에 따르면, 반도체 발광 장치(201)를 인쇄 회로 기판 등에 실장할 때, 리드 단자(210)에 양호한 납땜을 행할 수 있다.
또한, 리드 단자(210)가 기부(211)로부터 첨단부(212)에 걸쳐 일정한 폭 B2으로 형성되어 있는 경우와 비교하여, S235로 나타낸 공정에서 절단 시에 필요하게 되는 힘을 감소시킬 수 있다. 이로써 금형의 간소화 및 프레스기의 소형화를 실현할 수 있다. 상기 프레스기의 능력을 동일하게 유지한 채로, 일시에 다수의 반도체 발광 장치(201)를 절단하여 취출할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 장치(201)의 생산 능력을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 방열성이 뛰어나고, 광의 지향성을 적절하게 제어할 수 있는 반도체 발광 장치, 그의 제조 방법, 및 전자 촬상 장치를 제공할 수 있다.
이상 본 발명을 상세하게 기재하여 설명하였지만, 상기 내용은 단지 예시적인 설명일 뿐이며 그 내용으로 제한되지 않고, 본 발명의 정신과 범위는 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (1)

  1. 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외주를 따라 연장하는 제2 영역이 규정되어 있는 주 표면을 갖는 리드 프레임;
    상기 제1 영역에 제공된 반도체 발광 소자;
    상기 반도체 발광 소자로부터 방사된 광에 대해 제1 반사율을 갖고, 상기 반도체 발광 소자를 완전히 덮도록 상기 제1 영역에 제공된 제1 수지 부재; 및
    상기 반도체 발광 소자로부터 방사된 광에 대해 상기 제1 반사율보다 큰 제2 반사율을 갖고, 상기 반도체 발광 소자를 둘러싸도록 상기 제2 영역에 제공된 제2 수지 부재를 포함하고,
    상기 제1 수지 부재는 제1 상부면을 포함하고,
    상기 제2 수지 부재는, 상기 주 표면상의 높이가 상기 제1 상부면보다 높게 되어 있는 제2 상부면, 및 상기 반도체 발광 소자가 위치하는 측에 있어서 상기 주 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장하고, 상기 제2 상부면에 이어지는 내벽을 포함하고,
    상기 내벽은, 상기 주표면으로부터의 거리가 상기 주표면으로부터 상기 제1 상부면까지의 거리보다 큰 위치에 있어서, 상기 제1 상부면으로부터 출사된 광을 반사시키는 반사면으로서 기능하고,
    상기 내벽의 표면에 도금이 실시되어 있는 반도체 발광 장치.
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