KR100748239B1 - 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 패키지의 신뢰성을 향상시키고, 패키지의 소형화에 기여할 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는, 리드프레임 상에 실장된 LED 칩; 상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어; 상기 리드프레임의 하면에 형성된 제1패키지몰드; 및 상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 제2패키지몰드를 포함한다.
백색, LED, 패키지, 형광체, 액상수지, 사출성형, 반사판
Description
도 1은 종래기술에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210: 리드프레임 220: 제1패키지몰드
230: LED 칩 240: 와이어
250: 제2패키지몰드 260: 반사판
본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 패키지의 신뢰성을 향상시키고, 패키지의 소형화에 기여할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.
최근 LED 소자는 비약적인 반도체 기술의 발전에 힘입어, 저휘도의 범용제품에서 탈피하여, 고휘도 및 고품질의 제품 생산이 가능해졌다. 또한, 고특성의 청색(blue)과 백색(white) LED의 구현이 현실화됨에 따라서, LED는 디스플레이 및 차세대 조명원 등으로 그 응용가치가 확대되고 있다.
그러면, 이하 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 발광 다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래기술에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드프레임(110)과, 상기 리드프레임(110)의 일부를 내측에 수용하도록 합성수지재로 형성된 패키지몰드(120)와, 상기 패키지몰드(120) 내부에 위치하는 한 쌍의 리드프레임(110) 중 어느 하나의 리드프레임(110) 상에 실장된 LED 칩(130)과, 상기 LED 칩(130)과 상기 한 쌍의 리드프레임(110)의 통전을 위한 와이어(140), 및 상기 패키지몰드(120) 내부에 충진되어 상기 LED 칩(130) 및 와이어(140)를 보호하는 몰딩재(150)를 포함한다. 그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 패키지몰드(120)의 내부측면에는, LED 칩(130)에서 발생하는 빛을 반사시키기 위한 반사판(도시안함)이 형성되어 있다.
여기서, 백색 발광 다이오드 패키지를 구현하기 위해서, 일반적으로 디스펜싱(dispensing) 방식을 이용하여 패키지를 제작하고 있다. 여기서, 디스펜싱 방식은, 일정량의 형광체(155)가 혼합된 에폭시나 실리콘 등의 용액을 구경이 작은 니들(needle)을 통해 토출시켜서 패키지몰드(120) 내에 채우는 방식을 일컫는다.
이러한 디스펜싱 방식을 이용하여 패키지를 제작하는 경우, 상기 몰딩재(150)의 형성은, LED 칩(130)이 리드프레임(110)에 장착되고 나서, 와이어(140) 본딩 공정이 완료된 후에 진행될 수 있다.
이와 같이 형성되는 몰딩재(150)를 이용한 패키지는, LED 칩(130)으로부터 발생된 빛을 상기한 에폭시나 실리콘 등에 포함되어 있는 형광체(155)를 이용해 변환시켜 발생하는 빛과 조합하여 백색광을 낼 수 있다.
그러나, 이러한 종래기술에 따른 발광 다이오드 패키지에 있어서는, 상기 몰 딩재(150)를 이루고 있는 에폭시나 실리콘 등의 용액 내에 분산되어 있던 형광체(155)가 중력에 의해 큐어(cure) 과정이나 디스펜싱 공정 과정에서 침전될 수 있다. 이럴 경우, 도면에 도시한 바와 같이, 형광체(155)가 전체적으로 균일하게 도포되지 않아, LED 칩(130)의 측면에서 나오는 빛을 구현하고자 하는 색으로 변환해 주지 못하게 되어, 패키지를 통해 나오는 색상이 전체적으로 불균일해지는 문제가 발생된다. 또한, 디스펜싱 공정시 발생되는 토출량 산포로 인해 구현하고자 하는 색좌표의 색상이 산포를 갖게되는 문제가 발생된다.
그리고, 상기 LED 칩(130)이 청색 LED 칩일 경우, 측면에서 나오는 청색빛을 보정해주기 위하여, 칩의 상부에는 더 많은 양의 형광체를 도포시켜 황색의 빛이 더 우세하게 나오도록 해야 전체적으로 백색광을 형성할 수 있지만, 이로 인해 휘도가 저하될 수 있다.
또한, 청색 LED 칩에 황색 형광체를 사용하는 경우는 무관하지만, 여러 종류의 형광체를 사용하는 경우, 예를 들어 UV LED에 적색, 녹색 및 청색 형광체를 혼합하여 사용하는 경우에는 형광체의 종류에 따라 비중이나 크기가 다르기 때문에 색의 불균일 현상이 심화될 수 있다.
그리고, LED 칩(130)에서 발생하는 빛을 반사시키기 위해, 상기 패키지몰드(120)의 내부측면에 형성되는 반사판(도시안함)에, 형광체(155)가 달라붙을 경우에도 역시 휘도가 저하될 수 있다.
또한, 디스펜싱 공정 시간이 길어질수록 중력에 의한 형광체(155)의 침전량이 많아져서, 시간에 따른 색좌표의 변화가 일어나고, 이는 패키지의 불량율을 높 이는 원인이 된다.
그리고, 패키지몰드(120)를 형성한 후, LED 칩(130)을 상기 패키지몰드(120) 내의 리드프레임(110) 상에 실장하고, 와이어(140) 본딩하는 공정을 거쳐야 하는데, 이러한 공정을 진행하기 위해서는 패키지몰드(120)의 크기가 어느정도 확보가 되어야 한다. 이로 인해 패키지몰드(120)의 크기를 소형화하는데 제약이 따르는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 패키지의 신뢰성을 향상시키고, 패키지의 소형화에 기여할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는,
리드프레임 상에 실장된 LED 칩;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어;
상기 리드프레임의 하면에 형성된 제1패키지몰드; 및
상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 제2패키지몰드를 포함한다.
여기서, 상기 제2패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는,
리드프레임 상에 실장된 LED 칩;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어; 및
상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 형성되며, 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 패키지몰드를 포함한다.
여기서, 상기 패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는,
리드프레임 상에 실장된 LED 칩;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어;
상기 리드프레임의 하면에 형성된 제1패키지몰드;
상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드; 및
상기 제2패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드를 포함한다.
여기서, 상기 제3패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는,
리드프레임 상에 실장된 LED 칩;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어;
상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제1패키지몰드; 및
상기 제1패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 형성되며, 액상수지가 사출성형된 제2패키지몰드를 포함한다.
여기서, 상기 제2패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 액상수지는 고무계, 아크릴레이트계, 실리콘계, 에폭시계 및 비닐계 물질로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사판은 유기물질 또는 무기물질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무기물질은 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 실리카, 산화 마그네슘, 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬 및 육방정 질화 보론으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 어느 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 제조방법은,
리드프레임의 하면에 제1패키지몰드를 형성하는 단계;
상기 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및
상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 제2패키지몰드를 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제2패키지몰드를 형성하는 단계 후에,
상기 제2패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 제조방법은,
리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및
상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 패키지몰드를 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 패키지몰드를 형성하는 단계 후에,
상기 패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 제조방법은,
리드프레임의 하면에 제1패키지몰드를 형성하는 단계;
상기 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및
상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드를 형성하는 단계; 및
상기 제2패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드를 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제3패키지몰드를 형성하는 단계 후에,
상기 제3패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 제조방법은,
리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;
상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및
상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제1패키지몰드를 형성하는 단계; 및
상기 제1패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 액상수지가 사출성형된 제2패키지몰드를 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제2패키지몰드를 형성하는 단계 후에,
상기 제2패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 반사판은 인쇄, 전해도금, 무전해도금 및 코팅으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
< 발광 다이오드 패키지 >
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 한 쌍의 리드프레임(210)과, 상기 한 쌍의 리드프레임(210) 중 어느 하나의 리드프레임(210) 상에 실장된 LED 칩(230)과, 상기 LED 칩(230)과 상기 리드프레임(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(240)와, 상기 리드프레임(210)의 하면에 형성된 제1패키지몰드(220), 및 상기 LED 칩(230) 및 상기 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 형성된 제2패키지몰드(250)를 포함한다.
상기 와이어(240)는 금(Au)으로 이루어지는 것이 일반적이다. 그리고, 상기 제1패키지몰드(220)는, 기존의 패키지몰드와 동일하게 합성수지재로 형성될 수 있다.
특히, 본 실시예에 따른 상기 제2패키지몰드(250)는, 상기 제1패키지몰드(220)와는 달리, 형광체와 액상수지가 고르게 혼합된 용액 또는 비드(bead)를 이용한 사출성형을 통해 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제2패키지몰드(250)를 형성하기 위하여 사용되는 액상수지는, 높은 굴절률과 광투과율을 가진 물질, 예컨대 고무계, 아크릴레이트계, 실리콘계, 에폭시계 및 비닐계 물질로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2패키지몰드(250)의 외부측면에는, LED 패키지의 광효율을 증가시키기 위해 반사판(260)이 추가로 형성되어 있으며, 이는 반사율이 높은 유기물질 또는 무기물질로 형성되는 것이 바람직하다. 이 때에, 상기한 무기물질로서 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 실리카, 산화 마그네슘, 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬 및 육방정 질화 보론으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 어느 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기한 반사판(260)은 형성되어 있지 않을 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는, LED 칩(230)과 와이어(240)를 포함하도록, 상기 리드프레임(210)의 상부에 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 제2패키지몰드(250)를 형성함으로써, 다양한 크기 및 형태의 백색 발광 다이오드 패키지를 구현할 수 있다. 특히, 현재 휴대폰의 백라이트(backlight)로 사용되고 있는 측면 발광형 백색 LED의 경우, 패키지몰드의 크기를 줄이기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있는데, 종래의 패키징 공정에서와 같이, 반사판을 제조하고 그 내부에 수지를 도포하는 방식은 그 공정상 패키지 크기를 줄이는데 한계가 있지만, 본 발명에 의하면, 사출성형을 통해 원하는 크기의 패키지를 구현할 수 있어, 패키지의 소형화에 기여할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 기존의 디스펜싱 방식을 이용하여 패키지를 제조할 경우에는, 형광체와 수지에 따라서 침전 속도가 다르게 나타나는 것으로 인해, 색좌표 수율이 저하되는 경향이 있었지만, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 형광체와 액상수지를 고르게 혼합하고 이를 사출성형하여 제2패키지몰드(250)를 형성함으로써, 형광체와 수지의 종류에 영향을 받지 않고 단시간내에 제2패키지몰드(250)의 경화가 진행되도록 할 수 있다. 따라서, 색좌표의 수율을 향상시켜 패키지의 불량율을 감소시킬 수 있고, 형광체 분포에 따른 색의 불균일성을 해소할 수 있다.
< 발광 다이오드 패키지의 제조방법 >
그러면, 이하, 본 발명의 제1실시예에 발광 다이오드 패키지의 제조방법에 대하여 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
우선, 도 3a를 참조하면, LED 칩을 지지하며 전기신호인가를 위한 한 쌍의 리드프레임(210)을 형성한다. 그런 다음, 상기 리드프레임(210)의 하면에 제1패키지몰드(220)를 형성한다. 여기서, 상기 제1패키지몰드(220)는, 상술한 바와 같이, 기존의 패키지몰드와 동일하게 합성수지재로 형성할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 리드프레임(210) 상에 LED 칩(230)을 실장한다. 다음으로, 상기 LED 칩(230)과 상기 리드프레임(210)을 와이어(240)를 통해 접속시킨다. 여기서, 상기 와이어(240)는 금(Au)으로 이루어지는 것이 일반적이다.
도 3c를 참조하면, 상기 LED 칩(230) 및 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 제2패키지몰드(250)를 형성한다. 상기 제2패키지몰드(250)는, 상기한 제1패키지몰드(220)와는 달리, 형광체와 액상수지를 고르게 혼합하고, 이를 사출성형하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 때에, 상기 제2패키지몰 드(250)를 형성하기 위하여 사용되는 액상수지는, 높은 굴절률과 광투과율을 가진 물질, 예컨대 고무계, 아크릴레이트계, 실리콘계, 에폭시계 및 비닐계 물질로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2패키지몰드(250)가 사출성형되는 형태는, 도면에 도시한 바와 같은 사각형의 단면형상을 갖는 육면체의 형태에서부터 렌즈 형태(도 5 참조) 등을 포함하여 다양하게 변형될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 상기 제2패키지몰드(250)의 외부측면에 반사판(260)을 형성한다. 상기 반사판(260)은, 반사율이 높은 유기물질 또는 무기물질을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 무기물질로서 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 실리카, 산화 마그네슘, 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬 및 육방정 질화 보론으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 어느 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 반사판(260)의 형성은, 반사판(260)의 물질에 따라 인쇄, 전해도금, 무전해도금 또는 코팅 등의 방법으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기한 반사판(260)의 형성공정은 생략될 수도 있다.
한편, 종래의 디스펜싱 방식을 이용하여 패키지를 제조할 경우에는, 패키지몰드(120) 내에 몰딩재(150)를 채우는 과정에서, 상기 패키지몰드(120)의 내부측면에 형성되는 반사판에 형광체(155)가 달라붙어 휘도가 저하될 수도 있지만, 본 실시예에서는, 형광체와 액상수지의 혼합물을 사출성형하여 LED 칩(230)을 덮는 제2패키지몰드(250)를 형성한 후에, 그 외부측면에 반사판(260)을 형성하기 때문에, 상기 반사판(260)에 형광체가 달라붙을 염려가 없어, 휘도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 다양한 크기 및 형태의 LED 패키지를 구현할 수 있어, 패키지의 소형화에 기여할 수 있다. 또한, 색좌표의 수율을 향상시켜 패키지의 불량율을 감소시키고, 형광체 분포에 따른 색의 불균일성을 해소하는 등 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예 2
< 발광 다이오드 패키지 >
그러면, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하기로 한다. 다만, 제2실시예의 구성 중 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제2실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 상기 제2패키지몰드(250)가 리드프레임(210)의 상면에만 형성되어 있지 않고, 제1패키지몰드(220) 대신에 리드 프레임(210)의 하면에까지 형성되어 있다는 점에서만 제1실시예와 다르다.
즉, 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 리드프레임(210) 상에 실장된 LED 칩(230)과, 상기 LED 칩(230)과 리드프레임(210)을 전기적으로 연결하는 와 이어(240), 및 상기 LED 칩(230) 및 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면 및 하면에 형성되며, 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 패키지몰드(250)를 포함한다. 그리고, 상기 패키지몰드(250)의 외부측면에는, 반사판(260)이 추가로 형성되어 있다. 여기서, 상기 반사판(260)은 형성되어 있지 않을 수도 있다.
이러한 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 패키지몰드(250)가 리드프레임(210)의 상면 및 하면에 형성됨으로써, 제1실시예에서와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 제1실시예에 비하여 패키지 형성 공정을 단순화시킬 수 있다.
즉 제1실시예에 따른 패키지는, 제1패키지몰드(220) 형성단계와 제2패키지몰드(250) 형성단계의 2단계로 진행되는데 비해, 제2실시예에 따른 패키지는 단 한번의 사출성형 공정을 통해 패키지몰드(250)가 형성되므로, 패키지 형성 공정이 단순화될 수 있는 것이다. 이에 따라, 패키지의 전체적인 제조 공정 시간을 단축시켜, 제조 수율의 향상 효과를 기대할 수 있다.
< 발광 다이오드 패키지의 제조방법 >
그러면, 이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법에 대하여 앞서의 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 우선 LED 칩을 지지하며 전기신호인가를 위한 한 쌍의 리드프레임(210)을 형성한 다음, 상기 리드프레임(210) 상에 LED 칩(230)을 실장한 다.
다음으로, 상기 LED 칩(230)과 상기 리드프레임(210)을 와이어(240)를 통해 접속시킨다. 상기 와이어(240)는 금(Au)으로 이루어질 수 있다.
그 다음에, 상기 LED 칩(230) 및 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면 및 하면에 패키지몰드(250)를 형성한다. 상기 패키지몰드(250)는, 형광체와 액상수지를 고르게 혼합하고, 이를 사출성형하여 형성하는 것이 바람직하다.
그런 후에, 상기 패키지몰드(250)의 외부측면에, LED 패키지의 광효율을 증가시키기 위한 반사판(260)을 형성한다. 여기서, 상기 반사판(260)의 형성공정은 생략될 수도 있다.
실시예 3
< 발광 다이오드 패키지 >
그러면, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 대해 설명하기로 한다. 다만, 제3실시예의 구성 중 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제3실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 상기 제2패키지몰드(250)가 LED 칩(230) 및 와이어(240)를 모두 포함하도록 형성되는 대신에, 상기 제2패키지몰드(250)가 LED 칩(230)만을 포함하도록 형성되어 있고, 상기 제2패키지몰드(250) 및 와이어(240)를 포함하도록, 리드프레임(210)의 상면에 액상수지만으로 사출성형된 제3패키지몰드(255)가 추가로 형성되어 있다는 점에서만 제1실시예와 다르다.
즉, 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 리드프레임(210) 상에 실장된 LED 칩(230)과, 상기 LED 칩(230)과 리드프레임(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(240)와, 상기 리드프레임(210)의 하면에 형성된 제1패키지몰드(220)와, 상기 LED 칩(230)을 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드(250), 및 상기 제2패키지몰드(250)와 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 형성되며, 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드(255)를 포함한다. 여기서, 상기 제3패키지몰드(255)의 외부측면에는, 반사판(260)이 추가로 형성되어 있을 수도 있고, 형성되어 있지 않을 수도 있다.
이러한 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드(250)가, LED 칩(230)을 포함하도록 리드프레임(210)의 상면에 형성됨으로써, 제1실시예에서와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, LED 칩(230)부분을 포함하는 최소한의 크기로 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드(250)를 형성하고, 그 상부에 와이어(240) 등을 포함하도록 액상수지만을 사출성형하여 제3패키지몰드(255)를 형성함으로써, LED 칩(230) 및 와이어(240)를 모두 포함하도록 형광체와 액상수지를 혼합하여 사출성형된 제2패키지몰드(250)를 갖는 제1실시예에 비해, 상기 LED 칩(230)으로부터 발생되어 제2패키지몰드(250) 내의 형광체에 부딪힌 후, 패키지 외부로 방출되는 빛의 경로를 단축시켜, 휘도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이는, 제3실시예에 따른 패키지에서는, LED 칩(230)부분을 포함하는 최소한의 크기를 갖는 제2패키지몰드(255) 상에 형성되는 상기 제3패키지몰드(255)가, 형광체를 제외한 액상수지만으로 이루어져 있어, LED 칩(230)으로부터 발생된 빛이 상기 제2패키지몰드(250) 내의 형광체에 부딪힌 후, 상기 제3패키지몰드(255) 내에서 직진성을 가지고 외부로 방출될 수 있기 때문이다.
< 발광 다이오드 패키지의 제조방법 >
그러면, 이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법에 대하여 앞서의 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5를 참조하면, 우선 LED 칩을 지지하며 전기신호인가를 위한 한 쌍의 리드프레임(210)을 형성한 다음, 상기 리드프레임(210)의 하면에 제1패키지몰드(220)를 형성한다.
다음으로, 상기 리드프레임(210) 상에 LED 칩(230)을 실장한다.
그 다음에, 상기 LED 칩(230)과 상기 리드프레임(210)을 와이어(240)를 통해 접속시킨다.
그런 다음, 상기 LED 칩(230)을 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드(250)를 형성한다. 상기 제2패키지몰드(250)는, 형광체와 액상수지를 고르게 혼합하고, 이를 라인 디스펜싱(line dispensing) 또는 프린팅(printing) 방식 등을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 제2패키지몰드(250) 및 와이어(240)를 포함하도록, 상기 리드프레임(210)의 상면에 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드(255)를 형성한다.
여기서, 상기 제3패키지몰드(255)가 사출성형되는 형태는, 도면에 도시한 바와 같은 렌즈 형태에서부터, 전술한 바와 같은 육면체의 형태 등을 포함하여 다양하게 변형될 수 있다.
그런 후에, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제3패키지몰드(255)의 외부측면에, LED 패키지의 광효율을 증가시키기 위한 반사판(도시안함)을 형성한다. 여기서, 상기 반사판의 형성공정은 생략될 수도 있다.
실시예 4
< 발광 다이오드 패키지 >
그러면, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 대해 설명하기로 한다. 다만, 제4실시예의 구성 중 제3실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제3실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면 도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제4실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제3실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 상기 제3패키지몰드(255)가 리드프레임(210)의 상면에만 형성되어 있지 않고, 제1패키지몰드(220) 대신에 리드 프레임(210)의 하면에까지 형성되어 있다는 점에서만 제3실시예와 다르다.
즉, 제4실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 리드프레임(210) 상에 실장된 LED 칩(230)과, 상기 LED 칩(230)과 리드프레임(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(240)와, 상기 LED 칩(230)을 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드(250)와, 상기 제2패키지몰드(250) 및 상기 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면 및 하면에 형성되며, 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드(255)를 포함한다.
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제3패키지몰드(255)의 외부측면에는, 반사판(도시안함)이 추가로 형성되어 있다. 여기서, 상기 반사판은 형성되어 있지 않을 수도 있다.
이러한 제4실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드(255)가 리드프레임(210)의 상면 및 하면에 형성됨으로써, 제3실시예에서와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 제3실시예에 비하여 패키지 형성 공정을 단순화시킬 수 있다.
즉 제3실시예에 따른 패키지는, 제1패키지몰드(220) 형성단계, 제2패키지몰 드(250) 형성단계, 및 제3패키지몰드(255) 형성단계의 3단계로 진행되는데 비해, 제4실시예에 따른 패키지는 상기한 제1패키지몰드(220)의 형성단계가 생략되므로, 패키지 형성 공정이 단순화될 수 있는 것이다.
< 발광 다이오드 패키지의 제조방법 >
그러면, 이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 제조방법에 대하여 앞서의 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6을 참조하면, 한 쌍의 리드프레임(210)을 형성한 다음, 상기 리드프레임(210) 상에 LED 칩(230)을 실장한다.
다음으로, 상기 LED 칩(230)과 상기 리드프레임(210)을 와이어(240)를 통해 접속시킨다.
그 다음에, 상기 LED 칩(230)을 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면에 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드(250)를 형성한다.
다음으로, 상기 제2패키지몰드(250) 및 와이어(240)를 포함하도록 상기 리드프레임(210)의 상면 및 하면에, 액상수지가 사출성형된 제3패키지몰드(255)를 형성한다.
그런 후에, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제3패키지몰드(255)의 외부측면에 반사판(도시안함)을 형성한다. 여기서, 상기 반사판의 형성공정은 생략될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 의하면, LED 칩과 와이어를 모두 포함하도록 형광체와 액상수지를 고르게 혼합하여 사출성형한 패키지몰드를 형성하거나, 또는 LED 칩부분만을 포함하도록 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 패키지몰드를 형성한 후, 상기 패키지몰드와 와이어 등을 포함하도록 액상수지만을 사출성형한 패키지 몰드를 더 형성함으로써, 다양한 크기 및 형태의 백색 LED 패키지를 구현할 수 있고, 이에 따라 패키지의 소형화에 기여할 수 있다.
그리고, 기존의 디스펜싱 방식을 이용하여 패키지를 제조할 경우에는, 형광체와 수지에 따라서 침전 속도가 다르게 나타나는 것으로 인해, 색좌표 수율이 저하되는 경향이 있었지만, 본 발명은 상술한 바와 같이 형광체와 액상수지를 고르게 혼합하고 이를 사출성형하는 등의 방식으로 패키지몰드를 형성함으로써, 형광체와 수지의 종류에 영향을 받지 않고 단시간내에 패키지몰드의 경화가 진행되도록 할 수 있다. 따라서, 색좌표의 수율을 향상시켜 패키지의 불량율을 감소시킬 수 있고, 형광체 분포에 따른 색의 불균일성을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 반사판을 형성할 경우, 사출성형으로 패키지몰드를 형성한 후에, 그 외부측면에 반사판을 형성하기 때문에, 상기 반사판에 형광체가 달라붙을 염려가 없어, 휘도가 저하되는 것을 방지할 수 있고, 패키지의 광효율을 증가시킬 수 있으며, 패키지의 크기를 줄일 수 있다.
Claims (20)
- 리드프레임 상에 실장된 LED 칩;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어;상기 리드프레임의 하면에 형성된 제1패키지몰드; 및상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지가 고르게 혼합된 용액을 사출성형하여 형성된 제2패키지몰드;를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
- 제1항에 있어서,상기 제2패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 리드프레임 상에 실장된 LED 칩;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어; 및상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 형성되며, 형광체와 액상수지가 고르게 혼합된 용액을 사출성형하여 형성된 패키지몰드;를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
- 제3항에 있어서,상기 패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 리드프레임 상에 실장된 LED 칩;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어;상기 리드프레임의 하면에 형성된 제1패키지몰드;상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드; 및상기 제2패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 액상수지를 사출성형하여 형성된 제3패키지몰드;를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
- 제5항에 있어서,상기 제3패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 리드프레임 상에 실장된 LED 칩;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어;상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형성되며, 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제1패키지몰드; 및상기 제1패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 형성되며, 액상수지를 사출성형하여 형성된 제2패키지몰드를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
- 제7항에 있어서,상기 제2패키지몰드의 외부측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 액상수지는 고무계, 아크릴레이트계, 실리콘계, 에폭시계 및 비닐계 물질로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 제2항, 제4항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 반사판은 유기물질 또는 무기물질인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 제10항에 있어서,상기 무기물질은 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 실리카, 산화 마그네슘, 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬 및 육방정 질화 보론으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 어느 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
- 리드프레임의 하면에 제1패키지몰드를 형성하는 단계;상기 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형광체와 액상수지가 고르게 혼합된 용액을 사출성형하여 제2패키지몰드를 형성하는 단계;를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 제12항에 있어서,상기 제2패키지몰드를 형성하는 단계 후에,상기 제2패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및상기 LED 칩 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 형광체와 액상수지가 고르게 혼합된 용액을 사출성형하여 패키지몰드를 형성하는 단계;를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 제14항에 있어서,상기 패키지몰드를 형성하는 단계 후에,상기 패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 리드프레임의 하면에 제1패키지몰드를 형성하는 단계;상기 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제2패키지몰드를 형성하는 단계; 및상기 제2패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 액상수지를 사출성형하여 제3패키지몰드를 형성하는 단계;를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 제16항에 있어서,상기 제3패키지몰드를 형성하는 단계 후에,상기 제3패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 리드프레임 상에 LED 칩을 실장하는 단계;상기 LED 칩과 상기 리드프레임을 와이어를 통해 접속시키는 단계; 및상기 LED 칩을 포함하도록 상기 리드프레임의 상면에 형광체와 액상수지의 혼합액으로 이루어진 제1패키지몰드를 형성하는 단계; 및상기 제1패키지몰드 및 상기 와이어를 포함하도록 상기 리드프레임의 상면 및 하면에 액상수지를 사출성형하여 제2패키지몰드를 형성하는 단계;를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 제18항에 있어서,상기 제2패키지몰드를 형성하는 단계 후에,상기 제2패키지몰드의 외부측면에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
- 제13항, 제15항, 제17항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서,상기 반사판은 인쇄, 전해도금, 무전해도금 및 코팅으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
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| KR101027130B1 (ko) | 2008-06-17 | 2011-04-05 | (주) 아모엘이디 | 엘이디 패키지 |
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