KR100965120B1 - 고신뢰성의 ｌｅｄ 패키지용 리드프레임 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임에 관한 것으로서, LED칩으로 전원을 공급하기 위한 적어도 한 쌍의 전극판, LED 칩이 본딩될 수 있는 칩 본딩부, LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고, LED칩으로부터 발산되는 광을 반사하도록 LED칩을 향해 경사진 부분을 포함하는 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’를 포함한다. 이에 의해, 리플렉터의 열화를 방지하여 장시간 사용에도 광도가 보장될 수 있는 고신뢰성의 리드프레임이 제공될 뿐만 아니라, 리플렉터의 반사율을 향상시킬 수 있다.
LED, 패키지, 방열판, 전극판, 리플렉터
Description
본 발명은 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, LED칩으로부터의 광을 반사하는 리플렉터의 열화를 방지하고 반사율을 향상시켜 신뢰성과 광 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임에 관한 것이다.
엘이디(이하, "LED") 기술이 발달함에 따라서 LED를 활용한 기술들이 여러 분야에서 사용되고 있다. 특히 LED 칩을 리드 프레임에 실장하고 봉지재를 주입한 LED 패키지는 다방면으로 활용될 것으로 기대되고 있다. LED 패키지는, 통상적으로, LED 칩이 리드프레임에 장착되는 형태로 제조되며, 리드프레임은 LED칩이 본딩되는 칩 본딩부, LED 칩에 전원을 공급하는 한 쌍 이상의 전극판, 및 LED 칩으로부터 발산되는 광을 반사시키기 위한 리플렉터를 포함한다.
여기서, 리플렉터는 LED칩을 둘러싸는 원형 테두리 형상으로 형성되며, 주로 수지를 이용하여 제작된다. 리플렉터는 LED칩이 턴온되어 있는 동안 LED칩으로부터 광을 받아 반사하게 되며, 이때, 수지로 제작된 리플렉터는 장시간 LED 칩으로부터 발산되는 단파장 광(예를 들면, UV)에 노출될 뿐만 아니라, LED칩에서 발생되는 열을 받게 됨으로써, 열화가 진행된다. 이러한 열화로 인해, 리플렉터에서 반사되는 광의 반사율이 떨어지고, 이는 광도의 저하를 초래하게 된다. 결국, 리드프레임의 제품 수명이 단축되게 된다. 따라서, 오랜 시간 단파장 광과 열에 노출되더라도 열화가 되지 않거나 열화 정도가 낮은 리플렉터를 구비한 리드프레임을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 리플렉터의 열화를 방지하여 장시간 사용에도 광도가 보장될 수 있는 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 리플렉터의 결합 강도가 향상되고 수분 유입을 방지할 수 있는 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 리플렉터의 반사율이 향상된 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고장율이 낮아서 내구성이 향상된 고신뢰성의 LED 패키지용 리드프레임을 제공하는 것이다.
상기 목적들은, LED칩으로 전원을 공급하기 위한 적어도 한 쌍의 전극판; 상기 LED 칩이 본딩 될 수 있는 칩 본딩부; 상기 LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고, 상기 LED칩으로부터 발산되는 광을 반사하도록 상기 LED칩을 향해 경사진 부분 을 포함하는 리플렉터; 를 포함하며, 상기 리플렉터는 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’인 것을 특징으로 하는 고신뢰성의 LED 패키지용 리드 프레임에 의해 달성될 수 있다.
한편, 상기 칩 본딩부는, 금속으로 형성되며, 상기 LED칩이 본딩될 수 있는 함몰부, 상기 함몰부의 양측으로부터 연장된 날개부, 및 상기 함몰부와 상기 날개부 사이에 위치하는 돌출턱을 가질 수 있다.
또한, 상기 각 전극판은 상기 칩 본딩부로부터 이격된 위치에서 상기 LED칩에 대해 상호 대향 되도록 배치되어 있으며, 상기 각 전극판의 판면에는 상기 LED를 향한 방향에 수직하는 방향으로 수분 유입 방지부가 형성될 수 있다.
한편, 상기 칩 본딩부와 상기 각 전극판 사이에는 수지로 채워지며, 상기 칩 본딩부와 상기 각 전극판 사이에 채워진 수지에는 상기 돌출턱보다 높게 돌출한 쇼트방지턱이 형성될 수 있다.
또한, 상기 칩 본딩부의 바닥면에는 요철이 형성될 수 있다.
한편, 상기 각 전극판에는 수지가 유입될 수 있는 접착공이 형성되며, 상기 접착공에 유입된 수지의 적어도 일부는, 상기 LED 패키지용 리드프레임이 패키지화될 때 주입되는 봉지재와 결합될 수 있다.
또한, 상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는, 상기 LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고, 상기 LED칩으로부터 발산되는 광을 반사하도록 상기 LED칩을 향해 경사진 부분과, 상기 LED 칩으로부터 발산되는 광을 받지 않는 부분으로 이루어진 부분으로 이루어지는 수지; 및 상기 수지에 씌워진 금속 박판; 을 포함할 수 있다.
한편, 상기 수지에 씌워진 금속 박판의 경사진 부분에는 상기 금속 박판을 관통하는 관통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속 박판 위에는 금속 코팅 또는 세라믹 코팅될 수 있다.
한편, 상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는, 상기 LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고 상기 LED칩으로부터 발산되는 광을 반사하도록 상기 LED칩을 향해 경사진 부분과, 상기 LED 칩으로부터 발산되는 광을 받지 않는 부분으로 구성되고, 세라믹으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’와 상기 전극판은 직접 접착되지 않고, 상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’와 상기 전극판 사이에 수지가 유입될 수 있다.
한편, 상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는, 상기 LED 칩으로부터 발산되는 광을 받지 않는 부분의 외주 면에 높이방향으로 단차가 형성될 수 있다.
또한, 상기 칩 본딩부는 LED 칩으로부터 발산되는 열을 직접 전달받아서 외부로 직접 방열시킬 수 있는 히트 싱크로서의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 세라믹에 금속코팅이 될 수 있다.
또한, 상기 세라믹에 투명한 재질로 코팅될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과들을 발휘한다.
첫째, LED 칩으로부터 발산하는 단파장 광이 도달되는 리플렉터 부분을 단파장 광에 강하고 반사율이 좋은 재질의 물질로 코팅하거나, 금속 박판을 씌우거나, 또는 세라믹으로 제조함으로써, 리플렉터가 단파장 광에 의해 열화 되는 것이 방지되고 반사율이 향상된다.
둘째, 리플렉터의 구조와, 리플렉터와 봉지재를 수지에 일체화시키는 방법을 개선함으로써, 금속과 패키지 봉지재의 접착력 약화에 의한 계면 분리현상을 방지할 수 있도록 하였다. 즉, 와이어 본딩 면(전극)의 형상에 있어서 와이어 본딩을 위한 면적 이외의 부분을 제거하고 금속으로 이루어진 면적을 최소화하여 수지로 대체함으로써 봉지제로 사용되는 실리콘이나 에폭시와 전극판을 포함한 칩 본딩부와의 접착력을 증가시켰다.
셋째, 금속 컵과 같이 LED 칩이 실장 될 부분을 함몰시킨 칩 본딩부를 구성하여, 함몰된 부분에 실장 되는 LED칩의 측면으로 발산되는 광이 직접 수지에 닿지 않고 금속 면에 반사되므로, 수지 부분이 열화 되는 것을 방지할 수 있다.
넷째, LED칩이 본딩 되는 칩 본딩부가 히트 싱크가 되도록 하는 구조를 채용하고, 칩 본딩부에 요철을 형성시킴으로써 방열면적을 크게 하여 열 방출 능력이 최대화되도록 하였다.
다섯째, LED 패키지 생산 중에 와이어 눌림에 의해 와이어와 전극이 전기적 쇼트 되는 것을 방지하기 위하여 칩 본딩부와 전극판 사이에 존재하는 수지부분에 돌출턱을 설치함으로써 제품의 신뢰성이 향상시켰다.
여섯째, 수분 유입 방지부(예를 들면 비드와 노치)를 채용하여, 수분이 침투할 때의 유로가 길어지게 함으로써 습기 유입을 최대한 억제하였다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
설명의 편의를 위해서 본원 명세서에서는, '리드프레임'은, LED 칩이 본딩되는 '칩 본딩부', LED 칩에 전원을 공급하는 한 쌍 이상의 '전극판', 및 LED 칩으로부터 발산되는 광을 반사시키기 위한 '리플렉터', 및 수지로 이루어진 구조물을 의미하고, '리드프레임 베이스'는 '리드프레임'에서 '리플렉터'만을 제외하는 나머지 구성요소들로 이루어진 구조물을 의미하는 것으로 사용하기로 한다. 또한, '칩 본딩부'는 전극판을 구성하는 금속 및 수지로 이루어진 부분으로서 LED 칩이 본딩되는 부분을 의미하는 것으로 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 리드프레임의 전면사시도, 도 2는 도 1의 리드프레임의 배면사시도, 도 3은 도 1의 칩 본딩부를 설명하기 위한 도면, 도 4A는 도1의 리드프레임의 X축 방향 단면도, 그리고 도 4B는 도1의 리드프레임의 Y축 방향 단면도이다.
이제, 이들 도면 각각 또는 동시에 개별적으로 참조하여 본 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리드프레임(1)은, LED 칩(5)이 본딩되는 칩 본딩부(30)(이하, ‘ 칩 본딩부’라고 함)와, LED 칩(5)의 전원공급을 위한 복수 쌍의 전극판(20)과, LED 칩(5)으로부터의 광을 반사하는 리플렉터(50)를 포함한다. 그리고, 이들 칩 본딩부(30), 전극판(20), 및 리플렉터(50) 사이에는 수지(40)가 삽입된다.
도 3의 (a)와 (b)를 참조하면, 본 실시예에 따른 칩 본딩부(30)는 금속으로 제작된다. 칩 본딩부(30)는LED 칩(5)이 안착되는 함몰부(31)와, 함몰부(31)를 중심으로 양측으로 연장된 날개부(35)를 갖는다. 함몰부(31)는 원형의 컵 형상으로 형성되며, 함몰부(31)의 원형 테두리를 따라 날개부(35)와 함몰부(31)사이에는 원형의 돌출턱(33)이 형성되어 있다. 본 실시예에 따르면 함몰부(31)는 원형의 컵 형상으로 형성되어 있으나, 이와 다른 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 함몰부(31)는 타원형이나 사각형의 형상의 컵으로 구성될 수 있다.
도 3의 (a)와 (b)를 계속 참조하면, 함몰부(31)에 LED 칩(5)이 본딩 되며, 이에 따라, LED 칩(5)의 측면으로부터 방사되는 광의 대부분은 돌출턱(33)의 내벽(A면)에 도달하게 된다. 종래기술의 리드프레임들에서는, LED 칩의 측면으로 발산되는 광이 수지로 이루어진 리플렉터로 직접 도달하게 됨에 따라서, 리플렉터가 열화 되기 쉬운 구조로 이루어져 있었다. 하지만, 도 1 내지 도 4에 예시적으로 도시된 본 발명의 제1실시예에 따르면, 함몰부(31)가 존재하여 LED 칩(5)의 측면으로부터 방사되는 광의 많은 부분이 리플렉터가 아닌 금속으로 형성된 돌출턱(33)의 내벽(A면)에 도달됨으로써, 리플렉터가 열화 되지 않도록 하였다. 또한, LED 칩(5)의 측면으로부터 방사되는 광의 일부가 리플렉터에 도달되더라도, 본 실시예에 따르면, 리플렉터에 금속 박판(57)이 형성되어 있으므로, 리플렉터가 광으로 인하여 열화 되는 것을 원천적으로 막을 수 있다.
도 3의 (a)와 (b)를 계속 참조하면, LED 칩(5)이 칩 본딩부(30)의 함몰부(31)에 직접 접촉하게 되므로, 칩 본딩부(30) 자체가 히트싱크(Heat Sink)의 기능을 하며, 따라서LED 칩(5)로부터의 열이 금속재질의 함몰부(31)로 직접 전달된 다음 외부로 직접 배출된다. 날개부(35)는 함몰부(31)에 연결되어 함몰부(31)로부터 LED 칩(5)의 열을 전달받아 LED 칩(5)으로부터 발생하는 열을 외부로 배출하는 역할을 한다. 여기서, 함몰부(31)와 날개부(35)의 외측 바닥면, 즉 LED 칩(5)이 안착되는 면의 반대 면에는 요철(38)이 형성되어 있다. 요철(38)에 의해 함몰부(31)와 날개부(35)의 단면적이 증가되며, 칩 본딩부(30)의 단면적은 열의 방출 효율과 비례하므로, 요철(38)에 의해 LED 칩(5)으로부터의 열 방출이 더욱 촉진된다.
도 1, 도 2, 도 4a, 및 도4b를 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판(20)은 세 쌍으로 이루어지며 LED 칩(5)으로 전원을 공급할 수 있다. 각 전극판(20)은 일 측으로 길게 형성되며, 상호 쌍을 이루는 전극판(20)은 칩 본딩부(30)에 대해 상호 대향 하여 마주 보도록 배치된다. 이때, 각 전극판(20)의 길이방향의 일단은 LED 칩(5)에 인접하도록 배치되고 타 단은 외부로 노출된다. 각 전극판(20)은 길이방향을 따라 단차를 두고 형성되며, 상대적으로 높은 쪽이 칩 본 딩부(30)를 향해 배치된 상단부(23)이고, 상대적으로 낮은 쪽이 외부로 노출되는 하단부(21)이다.
각 전극판(20)의 상단부(23)와 LED 칩(5)의 각 단자는 리드선(7)에 의해 각각 연결된다.
도 1, 도 2, 도 4a, 및 도4b를 계속 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리드프레임(1)은 접착공(27)을 구비한다. 바람직하게는, 전극판(20)에 접착공(27)이 형성되며, 전극판(20)의 상단부(23) 영역의 일부분이 제거되어 전극판(20)을 관통하는 형상으로 접착공(27)이 형성된다. 이처럼 접착공(27)이 형성됨으로써, 리드프레임(1)을 사출 성형할 때 접착공(27)내로 수지가 유입될 수 있으며, 장차 리드프레임(1)에 LED 칩을 실장 하여 패키지화할 때 주입되는 봉지재와 상기 접착공(27)내로 유입된 수지가 직접 접착하게 되어, 전극판(20)과 봉지재간에 접착력이 향상되게 된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 리드프레임(1)은, 수분이나 습기(이하, ‘수분’)가 LED 칩(5)으로 유입되는 것을 막을 수 있는 수분 유입 방지부를 구비한다. 바람직하게는, 수분 유입 방지부는, 전극판(20)에 형성된다.
도 4a와 도 4b에 도시된 실시예에 따르면, 전극판(20)의 하단부(21)에는 LED 칩(5)을 향하여 유입되는 수분을 막기 위해서, 전극판(20)의 길이방향에 수직하는 방향으로 노치(25)가 형성된다. 본 실시예에서 노치(25)는 전극판(20)에 'V'자 형상의 홈으로 형성된다. 도 4a와 도 4b에 도시된 노치(25)의 형상은 예시적인 것이므로 이와 다른 형상으로도 구현 가능하다.
도 4a와 도 4b에 도시된 예와 달리, 수분 유입 방지부는, 돌출된 형상으로도 구현이 가능하다. 예를 들면, 역'U'자 형상으로 돌출된 비드(미 도시)를 전극판(20)의 길이 방향에 수직하는 방향으로 형성시킬 수 있다. 바람직하게는, 노치(25)와 비드(미 도시) 중 적어도 어느 하나를 전극판(20)에 구현하는 것이 가능하다.
이처럼 노치(25)와 비드(미 도시)와 같은 수분 유입 방지부는 전극판(20)의 길이방향을 따라 외부로부터 유입되는 수분의 유로를 차단하거나 길어지도록 함으로써, 수분이 유입되는 것을 방지하거나 더디게 할 수 있다. 이로써, 전극판(20)의 길이방향을 따라 유입되는 수분에 의해 LED 칩(5)과 전극판(20)간에 발생할 수 있는 누전을 방지한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 리드프레임(1)은, 쇼트방지턱(15)을 구비한다. 쇼트방지턱(15)은 수지와 같이 절연성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4a를 참조하면, 쇼트방지턱(15)이 돌출턱(33)의 바깥 연부에 형성됨을 알 수 있다. 각 전극판(20)은 리드선(7)에 의해 LED 칩(5)의 각 단자와 연결되며, 리드선(7)은 금속으로 제작된 칩 본딩부(30)의 돌출턱(33)의 상부를 통과하여 각 전극판(20)과 LED 칩(5)의 각 단자를 연결한다. 따라서, 리드선(7)이 돌출턱(33)에 너무 가깝게 부착되거나, 패키지시 주입되는 실리콘에 의해 리드선(7)이 가압될 경우 돌출턱(33)과 접촉할 수 있다. 그렇게 되면, 리드선(7)이 금속의 돌출턱(33)에 의해 쇼트 될 수 있다. 이를 방지하기 위해 돌출턱(33)의 바깥 연부에 쇼트방지 턱(15)이 형성된다. 쇼트방지턱(15)은 칩 본딩부(30)의 돌출턱(33)보다 소정 높이 높게 돌출하여 돌출턱(33)의 연부를 따라 형성되어 있다. 이에 따라, 리드선(7)이 외부의 힘에 의해 가압되어 눌리더라도 금속의 돌출턱(33)이 아닌 수지재의 쇼트방지턱(15)에 접촉되므로, 리드선(7)의 쇼트를 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리드프레임(1)은 열화가 방지되고 반사율이 향상된 리플렉터를 개시한다. 본 발명에서는 아래의 <표1>과 같이 열화가 방지되고 반사율이 향상된 리플렉터의 다양한 실시예들을 개시하고 있으며, 이하에서는 이들 실시예들이 가지는 공통적인 구조를 간략히 설명하고, 도면을 참조하여 각각의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 리플렉터(50)는, 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 원형 형상으로 형성되며, LED 칩(5)을 둘러싸도록 전극판(20) 위에 안착된다. 리플렉터(50)는 LED 칩(5)으로부터 발산되는 광을 반사하도록 LED 칩(5)를 향한 면은 비스듬히 경사지도록 구성된다.
| 본 발명에 따른 리플렉터의 실시예 |
| 가. 수지 + 금속 박판 |
| 나. 수지 + 금속 박판 + 금속코팅 |
| 다. 수지 + 금속 박판 + 세라믹 코팅 |
| 라. 수지 + 금속코팅 |
| 마. 세라믹 |
| 바. 세라믹 + 금속 코팅 |
| 사. 세라믹 + 투명재질의 코팅막 |
설명의 편의를 위해서, 본원 발명에서는 종종 <표 1>에 예시된 ‘가’, ‘나’, ‘다’, ‘라’, '마’, '바', 또는 '사'의 구조를 가진 리플렉터를 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’라는 용어로 지칭하기로 한다.
A.
금속 박판
을
이용한 ‘구조화된
내열화성
리플렉터
’
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(50)는 수지(55)에 금속 박판(57)을 씌운 구조로 형성될 수 있다. 이처럼, 금속 박판(57)을 씌우게 되면, LED 칩으로부터의 광(예를 들면, UV를 포함한 단파장의 광)으로부터 수지(55)가 열화 되는 것을 막을 수 있고 따라서 반사율도 높일 수 있게 된다.
<표1>를 참조하면, 금속 박판을 이용한 리플렉터는, 예를 들면, 수지(55)에 금속 박판(57)을 씌운 후에 금속코팅이나 세라믹 코팅을 함으로써 제조될 수 있다. 금속 코팅으로는 알루미늄, 니켈, 또는 은 등의 금속을 이용할 수 있는데, 알루미늄, 니켈, 또는 은을 각각 코팅할 수도 있고, 이 중 둘 이상을 일정 비율로 혼합하여 합금 형태로 코팅할 수도 있다. 이와 같이, 금속 박판 위에 금속코팅 또는 세라믹 코팅을 한 구조를 가지는 경우에도, LED 칩으로부터의 광(예를 들면, UV를 포함한 단파장의 광)으로부터 수지(55)가 열화 되는 것을 막을 수 있고 반사율도 높일 수 있게 된다.
상술한 리플렉터 실시예들은, 예를 들면 후술할 2가지 방식으로 제조가능하며, 이들 방식들은 어디까지나 예시적인 것들이므로 그러한 방식들에 본원 발명이 한정되는 것은 아니다.
첫 번째 방법으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는 인서트 사출 방식에 의해서 제조될 수 있다.
즉, 칩 본딩부(30), 각 전극판(20), 금속 박판(57)을 사출 금형 내에 삽입한 후, PPA 등의 수지로 사출 성형함으로써, 수지에 금속 박판이 씌워진 구조의 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(50)를 제조할 수 있다.
두 번째 방법으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’를 본딩 방식으로 제조할 수 있다.
즉, i) 금속 박판(57)을 준비하고, ii) 금속 박판(57)을 제외한 나머지 구성요소들(칩 본딩부, 전극판 등)을 수지로 사출 성형하여 제조하고, iii) 사출된 성형물에서 원형 형상으로 LED 칩을 둘러싸도록 형성된 수지 부분(55)을 금속 박판(57)으로 덧씌우는 방법으로 제조할 수 있다. 이때는, 접착제(예를 들면 실리콘 계열의 접착제)를 이용하여, 금속 박판(57)을 수지 부분(55)에 접착시킨다.
B.
세라믹을 이용한 ‘구조화된
내열화성
리플렉터
’
본 발명의 일 실시예에 따르면, ‘구조화된 내열화성 리플렉터’를 세라믹으로 구성할 수 있다. <표1>을 더 참조하면, 수지나 금속 박판을 사용하지 않고, 리플렉터 전체를 세라믹으로 구성하는 것이 가능하다. 이처럼, ‘구조화된 내열화성 리플렉터 ‘를 세라믹으로 구성하여도, 열화에 강하고 반사율이 제고된 리플렉터를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, ‘구조화된 내열화성 리플렉터’를 세라믹에 금속으로 코팅하여 구성하거나, 또는 세라믹에 투명한 재질의 코팅막을 형성시켜서 구성할 수 있다. 이처럼, 세라믹에 금속코팅을 하는 경우 반사율이 향상되는 효과가 있으며, 또한 세라믹에 투명한 코팅막을 형성하는 경우는 세라믹에 존재하는 기공으로 봉지재가 흡수되는 현상을 방지할 수 있다.
이하에서, 도 5와 도 6을 참조하여, 세라믹으로 구성된 리플렉터에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향의 단면도로서, 세라믹으로 형성된 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’ (50)를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(50)는, 그 전체가 세라믹으로 이루어져 있으며, 수지를 포함하고 있지 않다. ‘구조화된 내열화성 리플렉터’ (50)는, LED 칩으로부터 광을 받아서 반사시키기 위한 경사진 부분과, LED 칩으로부터 광을 받지 않는 부분으로 이루어지는 원통 형상으로 구성되며, 광을 받지 않는 부분의 외주 면에 높이방향으로 단차가 형성되고, 리플렉터(50)의 원주방향 두께가 작도록 형성된다.
도 5에 예시된 세라믹으로 된 리플렉터(50)는 사출방식에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 세라믹으로 된 리플렉터(50), 칩 본딩부(30), 및 전극판(20)을 사출 금형에 넣고 수지로 사출 성형할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향 단면도로서, 본 실시예들은 세라믹으로 형성된 리플렉터(50)를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6과 도 7을 각각 참조하면, ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(50)는 그 전체가 세라믹으로 이루어져 있으며 수지를 포함하고 있지 않다. 도 6과 도 7에 예시된 세라믹으로 된 리플렉터(50)들은 상술한 본딩 방식에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 예를 들면, i) 세라믹 리플렉터(50)를 준비하고, ii) 세라믹 리플렉터(50)를 제외한 나머지 구성요소들(칩 본딩부, 전극판 등)을 수지로 사출 성형하여 제조하고, iii) 사출된 성형물에 세라믹 리플렉터(50)를 접착제로 접착시키는 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 도면번호 40으로 표시한 부분의 수지에 세라믹 리플렉터(50)를 접착시킬 수 있다.
도 7의 실시예는 도 6의 실시예와 달리 세라믹 리플렉터(50)가 칩 본딩부(30)와는 접착되지 않도록 구성된다. 즉, 도 7의 실시예에서는 B 로 표시한 영역처럼, 세라믹 리플렉터(50)가 금속으로 이루어진 칩 본딩부(30)에 접착되는 것이 아니고 수지에 접착되도록 구성된다. 한편, 도 6의 실시예는 세라믹 리플렉터(50)의 일부가 칩 본딩부(30)와 직접 접착되는 영역이 존재한다. 도 7의 실시예처럼, 세라믹 리플렉터(50)가 칩 본딩부(30)에 접착되지 않고 오직 수지하고만 접촉되는 구조를 가짐으로써, 리플렉터(50)와 리드프레임 베이스의 접착 강도가 개선될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플렉터의 평면도이다.
도시된 바와 같이, ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(150)는 광이 반사되는 반사면(155)에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 반사면(155)을 관통하는 관통공(157)이 형성되어 있다. 관통공(157)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 도 8에서는 일측으로 긴 직사각 형상으로 형성되어 있다.
본 실시예에 따르면 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(150)는 <표 1>에 예시된 구조들 중에서 수지를 사용하여 제조되는 구조가 바람직하다. 예를 들면, i) 수지+금속 박판, ii) 수지+금속 박판+금속 또는 세라믹코팅, 또는 iii) 수지+금속코팅의 구조로 리플렉터(150)를 제조하되, 사출 방식으로 제조하는 것이 바람직하다.
이처럼, 사출 방식으로 제조하는 경우, 칩 본딩부(30), 각 전극판(20), 리플렉터(50)를 금형에 배치시킨 상태에서 수지로 사출할 때, 수지가 리플렉터(150)의 관통공(157)에 수용된다. 이처럼, 리플렉터(150)의 관통공(157)에 수지가 수용되면, LED 칩(5)을 패키지화 할 때 리플렉터(150)의 관통공(157)을 통해 노출된 수지와 봉지재가 상호 접합된다. 이에 따라, 리플렉터(50)와 봉지재 간의 접착력이 상승되어 기존의 금속과 수지 간의 접착력 약화에 의한 계면분리현상을 방지할 수 있으므로, 리플렉터(150)를 보다 견고하게 고정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리플렉터의 평면도이다.
도 8에 도시된 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(150)와 마찬가지로, 도 9에 도시된 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’(250)에도 광이 반사되는 반사면(255)에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 관통공(257)이 형성되어 있다. 본 실시예의 리플렉터(250)에 형성된 관통공(257)은 반사면(255)의 경사를 따라 길게 타원형상으로 형성된다. 도 8의 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 리플렉터(250)의 경우에도 <표 1>에 예시된 구조들 중에서 수지를 사용하는 구조를 사용하며, 바람직하게는 사출 방식으로 제조하는 것이다. 이처럼 리플렉터(250)가 수지를 사용하는 구조를 사용하는 경우, 수지가 리플렉터(250)의 관통공(257)에 수용된다. 따라서, LED 칩(5)을 패키지화할 때 봉지재가 관통공(257)을 통해 노출된 수지와 결합되어 리플렉터(50)의 접착력을 향상시키게 된다.
상술한 바와 같이 본원 발명에서는, 칩 본딩부의 구조를 함몰된 형태로 구성함으로써 내구성(내열화성)을 향상시켰고, 또한 히트 싱크의 구조를 채택함으로써 방열특성도 개선시켰다. 나아가, 수지로 이루어진 리플렉터에 금속 박막을 씌워주는 구조를 추가적으로 채택함으로써 내구성을 보다 향상시켰다.
한편, 본원 발명에서는 세라믹을 이용하는 실시 예를 개시하고 있는데, 리드 프레임의 베이스 부분을 플라스틱으로 구성하고, 리플렉터를 세라믹으로 사용함으로써, 방열 특성, 경제성, 및 LED 패키지시의 생산성을 모두 향상시킬 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 리드프레임의 전면사시도,
도 2는 도 1의 리드프레임의 배면사시도,
도 3은 도 1의 칩 본딩부를 설명하기 위한 도면,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향 단면도,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 Y축 방향 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리플렉터를 갖는 리드프레임의 X축 방향 단면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리플렉터의 평면도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리플렉터의 평면도이다.
* 도면의 부호에 대한 간단한 설명 *
1 : 리드프레임 15 : 쇼트방지턱
20 : 전극판 25 : 노치
30 : 칩 본딩부 31 : 함몰부
40 : 수지 50 : 리플렉터
55 : 반사면
Claims (15)
- LED칩으로 전원을 공급하기 위한 적어도 한 쌍의 전극판;상기 LED 칩이 본딩될 수 있는 칩 본딩부;상기 LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고, 상기 LED칩으로부터 발산되는 광을 반사하도록 상기 LED칩을 향해 경사진 부분을 포함하는 리플렉터;를 포함하며,상기 리플렉터는 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’이고,상기 적어도 한쌍의 전극판은 상기 칩 본딩부를 둘러싸고, 상기 칩 본딩부와 상기 전극판 사이에는 수지가 채워지며,상기 리플렉터는 상기 칩 본딩부를 둘러싸고 상기 적어도 한쌍의 전극판 위에 안착되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 1 항에 있어서,상기 칩 본딩부는,금속으로 형성되며,상기 LED칩이 본딩될 수 있는 함몰부,상기 함몰부를 중심으로 양측으로부터 연장된 날개부, 및상기 함몰부와 상기 날개부 사이에 위치하는 돌출턱을 가지며,상기 적어도 한쌍의 전극판과 상기 리플렉터는 각각 상기 돌출턱을 둘러싸도록 위치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 2 항에 있어서,상기 각 전극판은 상기 돌출턱으로부터 이격된 위치에서 상기 LED칩에 대해 상호 대향 되도록 배치 되며, 상기 각 전극판의 판면에는 상기 LED를 향한 방향에 수직하는 방향으로 수분 유입 방지부가 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 2 항에 있어서,상기 칩 본딩부와 상기 각 전극판 사이에 채워진 수지에는 상기 돌출턱보다 높게 돌출된 쇼트방지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 2 항에 있어서,상기 칩 본딩부의 바닥면에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 1 항에 있어서,상기 각 전극판에는 수지가 유입될 수 있는 접착공이 형성되며, 상기 접착공에 유입된 수지의 적어도 일부는, 상기 LED 패키지용 리드프레임이 패키지화될 때 주입되는 봉지재와 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 1 항에 있어서,상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는,상기 LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고, 상기 LED칩으로부터 발산되는 광 을 반사하도록 상기 LED칩을 향해 경사진 부분과, 상기 LED 칩으로부터 발산되는 광을 받지 않는 부분으로 이루어진 부분으로 이루어지는 수지; 및상기 수지에 씌워진 금속 박판; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 7항 에 있어서,상기 수지에 씌워진 금속 박판의 경사진 부분에는 상기 금속 박판을 관통하는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 7 항에 있어서,상기 금속 박판 위에 금속 코팅 또는 세라믹 코팅된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 1 항에 있어서,상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는,상기 LED칩을 둘러싸는 형상으로 구성되고 상기 LED칩으로부터 발산되는 광을 반사하도록 상기 LED칩을 향해 경사진 부분과, 상기 LED 칩으로부터 발산되는 광을 받지 않는 부분으로 구성되고, 세라믹으로 형성된 것을 특징으로 하는LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 10 항에 있어서,상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’와 상기 전극판은 직접 접착되지 않고, 상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’와 상기 전극판 사이에 수지가 유입된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제10항에 있어서,상기 ‘구조화된 내열화성 리플렉터’는,상기 LED 칩으로부터 발산되는 광을 받지 않는 부분의 외주 면에 높이방향으로 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 1 항에 있어서,상기 칩 본딩부는 LED 칩으로부터 발산되는 열을 직접 전달받아서 외부로 직접 방열시킬 수 있는 히트 싱크로서의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 10 항에 있어서,상기 세라믹에 금속코팅이 된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
- 제 10 항에 있어서,상기 세라믹에 투명한 재질로 코팅된 것을 특징으로 하는 LED 패키지용 리드 프레임.
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