KR100999794B1 - 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지의 리드 프레임 발광 영역을 증대시켜 광도를 향상시키고, 리드 프레임의 몰드 영역 손상을 방지할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 발광 다이오드를 실장할 발광 영역 보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사출부를 제공하는 단계; 상기 리드 프레임 사출부의 발광 영역 상에 발광 다이오드 칩을 다이본딩하는 단계; 상기 다이본딩된 발광 다이오드 칩 상에 몰딩 작업을 진행하는 단계; 및 상기 리드 프레임의 상기 연장된 영역에 리드부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리드부는 상기 리드 프레임 사출부 외측에 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

리드 프레임, 패키지, 발광 다이오드, 몰드, 포밍

Description

발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법{LED PACKAGE AND METHOD FOR MANUFACTURING LED PACKAGE}

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 발광 다이오드 리드 프레임 패키지 제조 공정을 도시한 도면.

도 2는 종래 기술에 따라 제조된 리드 프레임 패키지의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 리드 프레임 패키지를 도시한 도면.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 발광 다이오드 리드 프레임 패키지를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

200, 300, 400: 금속 리드부 210, 310: 리드 프레임 사출부

220, 320: 발광부

본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 발광 다이오드 패키지의 리드 프레임의 발광 영역을 증대시켜 광도를 향 상시키고, 리드 프레임의 몰드 영역 손상을 방지할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발광다이오드(Light Emitting Diode: 이하 LED라고 함)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜 신호를 보내고 받는데, 사용되는 반도체의 일종으로 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용된다.

상기 LED의 동작원리는 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극(Positive-negative)의 접합(junction) 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데, 전자와 정공의 결합에 의하여 에너지 준위가 떨어지게 되는데 이 에너지 준위가 빛으로 방출되는 것이다.

또한, LED는 보편적으로 작은 크기로 제작되며, 엑폭시 몰드와 리드 프레임 및 PCB에 실장된 구조를 하고 있다. 현재 가장 보편적으로 사용하는 LED는 5㎜(T 1 3/4) 플라스틱 패키지(Package)나 특정 응용 분야에 따라 새로운 형태의 패키지를 개발하고 있다. LED에서 방출하는 빛의 색깔은 반도체 칩 구성원소의 배합에 따라 파장을 만들며 이러한 파장이 빛의 색깔을 결정짓는다.

특히, LED는 정보 통신 기기의 소형화, 슬림화(slim) 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며 PCB(Printed Circuit Board: 이하 PCB라고 함) 기판에 직접 장착하기 위하여 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있다.

이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 SMD 형으로 개발되고 있다. 이러한 SMD는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.

그리고 최근 액정표시장치의 두께가 박형화되어 감에 따라 액정 모듈에 들어가는 도광판 및 광원인 발광 다이오드의 박형화를 요구하고 있다.

현재 백라이트용 도광판의 박형화를 위해서는 도광판의 광원으로 적용되는 백색 측면 발광 다이오드 패키지 자체의 두께가 낮아져야 한다.

소형 액정표시장치용 도광판에 들어가는 백색 측면 발광 다이오드 소자의 두께는 1㎜에서 0.8㎜가 상용화되고 있으나, 향후 0.6㎜까지 박형화된 발광 다이오드 패키지가 요구되고 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 발광 다이오드 리드 프레임 패키지 제조 공정을 도시한 도면이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지를 제조하기 위해서는 발광 다이오드 칩을 리드 프레임 패키지에 실장한 다음, 상기 리드 프레임 패키지에 존재하는 금속 리드부(100)에 의하여 외부 PCB 또는 컨트롤 회로들과 전기적으로 연결된다.

상기 리드 프레임 패키지는 상기 발광 다이오드 칩이 실장되는 발광 부(120)와 상기 발광부(120) 둘레를 따라 배치되어 있는, 리드 프레임 사출부(110)와 상기 리드 프레임 사출부(110) 하단 양측에 배치되어 있는 상기 금속 리드부(100)로 구성되어 있다.

상기 발광 다이오드 칩은 상기 리드 프레임의 발광부(120)에 다이본딩되고, 에폭시 수지를 이용하여 몰딩 작업을 한다.

상기 발광 부(120) 둘레를 따라 상기 리드 프레임 사출부(110)가 존재하는데, 상기 리드 프레임 사출부(110)는 상기 발광 다이오드 칩이 다이본딩될 때, 이를 외부로부터 보호하는 역할을 한다.

상기 리드 프레임 사출부(110)의 구조는 중앙 발광 부(120) 영역에 개방된 구조를 하고 있고, 하측에는 상기 금속 리드부(100)를 포밍(FORMING)하기 위하여 일정 한 크기로 홈이 형성되어 있다.

상기 금속 리드부(100)는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임 사출부(110) 하단에 형성되어 있는 홈 방향으로 1차적인 펀칭력(punching force)이 가해지고, 양측 가장자리로 상기 금속 리드를 절곡하기 위하여 2차적인 펀칭력(punching force)을 인가하여 상기 리드 프레임의 금속 리드부(100)를 형성한다.

이와 같이 발광 다이오드 칩이 발광부(120)에 실장되고, 상기 리드 프레임 사출부(110)에 금속 리드부(100)가 형성되면 발광 다이오드 패키지가 완성된다.

그러나, 상기에서도 설명한 바와 같이 액정표시장치의 백라이트 램프로 사용하기 위해서는 슬림화된 패널 크기에 맞추어 리드 프레임의 높이가 낮아져야 한다.

도 2는 종래 기술에 따라 제조된 리드 프레임 패키지의 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 리드 프레임의 높이를 줄이기 위해서 폭을 줄일 경우 금속 리드부(100)를 형성하기 위하여 상기 리드 프레임 사출부(110) 하측에 형성한 홈에 의하여 발광부(120) 영역이 줄어드는 문제가 있다.

또한, 에폭시 주입 공정 및 본딩 공정시 발광 다이오드 칩을 적절하게 실장하기 어렵고, 금속 리드부 형성시 얇은 두께를 갖는 사출부에 의하여 기계적 손상이 발생할 문제가 있다.

아울러, 상기와 같은 기계적 손상은 패키지 자체의 형태에 변형을 줄 뿐만 아니라 몰드(에폭시, 실리콘)와 리드 프레임 사출물의 이격(delamination)을 유발할 수 있어, 패키지 기밀성에 악영향을 끼칠 수 있다.

특히, 종래 발광 다이오드 패키지로부터 0.6㎜ 측면 발광 다이오드 패키지를 제작하기 위해서 종래 리드 프레임 사출 장치를 그대로 적용하여 사용할 수 없게 되는 문제가 있다.

그리고 새로운 사출 장치를 사용하여 리드 프레임 사출부를 제작할 경우에는 사출물의 두께가 얇아, 이에 대응하는 리드 프레임 금형 제작이 어렵게 된다.

본 발명은, 발광 다이오드 칩을 실장하는 리드 프레임의 발광부 영역을 확장시키고, 상기 리드 프레임 사출부 외측에 금속 리드를 체용할 수 있도록 함으로써, 광효율을 향상시키면서 견고한 몰드를 구현할 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지 제조방법은,

발광 다이오드를 실장할 발광 영역 보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사 출부를 제공하는 단계;

상기 리드 프레임 사출부의 발광 영역 상에 발광 다이오드 칩을 다이본딩하는 단계;

상기 다이본딩된 발광 다이오드 칩 상에 몰딩 작업을 진행하는 단계; 및

상기 리드 프레임의 상기 연장된 영역에 리드부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지 제조방법은,

발광 다이오드를 실장한 리드 프레임 사출부를 제공하는 단계;

상기 리드 프레임 사출부의 발광 영역 상에 발광 다이오드 칩을 다이본딩하는 단계;

상기 다이본딩된 발광 다이오드 칩 상에 몰딩 작업을 진행하는 단계; 및

상기 리드 프레임 사출부 외측에 리드 포밍에 의한 리드부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리드부는 상기 리드 프레임 사출부 외측에 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는,

발광 다이오드가 발광하는 영역보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사출부;

상기 리드 프레임 사출부에 실장된 발광 다이오드 칩;

상기 발광 다이오드 칩이 실장된 상기 리드 프레임 사출부 영역에 형성된 몰 딩부; 및

상기 리드 프레임 사출부 양측에 일측 부분이 전방으로 절곡된 형상으로 배치되어 있는 리드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는,

발광 다이오드가 발광하는 영역보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사출부;

상기 리드 프레임 사출부에 실장된 발광 다이오드 칩;

상기 발광 다이오드 칩이 실장된 상기 리드 프레임 사출부 영역에 형성된 몰딩부; 및

상기 리드 프레임 사출부 양측에 일측 부분이 후방으로 절곡된 형상으로 배치되어 있는 리드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리드부는 중심이 상기 리드 프레임 사출부 중심 영역에 고정된 상태에서 'ㄴ'자 형상으로 절곡된 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 발광 다이오드 칩을 실장하는 리드 프레임의 발광부 영역을 확장시키고, 상기 리드 프레임 사출부 외측에 금속 리드를 체용할 수 있도록 함으로써, 광효율을 향상시키면서 견고한 몰드를 구현할 수 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 리드 프레임 패키지를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 액정표시장치의 도광판에 체결되어 백라이트 역할을 할 수 있는 백라이트용 발광 다이오드 리드 프레임 패키지에 관한 것이다.

액정 패널의 측면 발광을 위한 발광 다이오드 패키지의 리드 프레임 사출부(210)의 구조는 종래 기술과 달리 발광 다이오드 칩이 실장되는 발광부(220) 영역이 넓게 형성되어 있고, 상기 발광 다이오드 칩의 전극과 전기적으로 연결되는 금속 리드부(200)가 용이하게 절곡될 수 있도록 양측 하부의 구조에 단차를 형성하였다.

본 발명은 상기와 같은 구조를 갖는 리드 프레임 사출부(210)가 형성되면, 상기 발광 다이오드 칩을 상기 리드 프레임의 발광 부(220) 영역에 다이이본딩으로 실장하고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 발광 다이오드 칩이 실장되어 있는 칩 마운트와 상기 리드 프레임의 금속 리드부(200)를 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결시킨다.

그런 다음, 상기 리드 프레임의 발광부(220) 영역에 디스펜서를 이용하여 토출 공정을 진행하고, 상기 발광 다이오드 칩이 다이본딩되어 있는 영역에 실리콘계 수지를 주입하는 몰딩 작업을 진행한다.

상기 실리콘 수지는 상기 발광 다이오드 상에 몰딩되는 경우 칩 표면을 보호해주는 역할도 하기 때문이다.

하지만, 상기 발광 다이오드 칩 상에 주입되는 몰딩액은 상기 실리콘계 수지 뿐만 아니라, 에폭시 수지, 폴리이미드계 수지 등을 사용 목적, 사용 환경, 제품의 특성에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.

또한, 상기의 몰드액에 따라 고광도, 고투과성, 고내후성의 특성을 낼 수 있도록 하기 위할 뿐 아니라, 몰드재의 첨가에 따라 지향성 및 시야각을 조절할 수 있다.

본 발명에서와 같이 리드 프레임의 높이가 낮아짐에 따라 상기 리드 프레임의 사출부 영역이 좁아지지 않고 넓어지기 때문에, 종래 기술에 따라 리드 프레임의 높이를 낮추기 위하여 발광부의 축소에 따른 정교한 다이본딩, 와이어 배선 공정등의 어려움, 에폭시 토출액의 조절 및 리드 프레임의 플라스틱 사출물의 두께가 얇아지며 이에 따른 리드 프레임 금형 제작의 어려움의 문제가 발생하지 않는다.

특히, 본 발명의 리드 프레임의 형상은 리드 프레임 사출부(210) 양측 하단에 단차를 형성하여 금속 리드부(200)가 포밍(forming) 되었을 때, 패키지 발광부(220)에 기계적인 손상 및 배광 영역의 감소를 주지 않게 하기 위해서 상기 리드 프레임의 발광부(220) 측면의 리드 프레임 사출부(210)의 면적을 넓게 형성하였다.

따라서, 상기 리드 프레임의 사출부(210) 면적이 확장됨에 따라 표면 실장을 위해서 상기 금속 리드부(200)가 측면에 연장된 상기 리드 프레임 사출부(210)에 형성되어 종래 기술에서 제조된 리드 프레임보다 훨씬 박형화로 제작할 수 있게된다.

본 발명에서 제조되는 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩의 크기(가로 0.35㎜, 세로 0.3~0.33㎜)는 종래와 동일한 크기를 유지하면서, 상기 발광 다이 오드 칩이 실장되는 리드 프레임의 발광부(220)의 넓이가 넓어져 광효율이 향상되었고, 아울러 상기 리드 프레임 사출부(210)의 높이가 감속하여 보다 박형화를 구현할 수 있게 되었다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 발광 다이오드 리드 프레임 패키지를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 도 3에서 형성한 리드 프레임 사출부처럼 리드 프레임 사출부(310) 양측 하단에 단차를 형성하지 않고, 상기 리드 프레임 사출부(310)의 양측면에서 금속 리드부(300, 400)를 포밍할 수 있도록 한 구조이다.

상기 금속 리드부(300, 400)를 포밍하기 위하여 상기 리드 프레임 사출부(310)의 양측에 추가적인 사출 영역을 형성하지 않고, 상기 금속 리드부(300, 400)를 상기 리드 프레임 사출부(310)의 양쪽 외측에 형성함으로써 리드 프레임의 박형화를 유지하였다.

그리고 상기 금속 리드부(300)를 상기 리드 프레임 사출부(310)의 외측에 형성한 다음, 상기 도 4에서와 같이, 상기 금속 리드부(300)를 수평 방향을 기준으로 전방으로 절곡하거나, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 금속 리드부(400)를 수평 방향을 기준으로 상기 도 4와 반대 방향인, 후방으로 절곡하였다.

상기 금속 리드부(300, 400)은 부품의 실장 위치, 다른 부품과의 전속에 따라 절곡 방향을 바꾸어 형성할 수 있다.

그러므로 상기 금속 리드부(300, 400)는 상기 리드 프레임 사출부(310) 하측으로 수직하게 배치된 상태에서 상기 리드 프레임 사출부(310) 하부에 있는 상기 금속 리드부(300, 400)를 전후방으로 절곡하여 'ㄴ'자 형상하고 있다.

따라서, 상기 도 3에서 설명한 것과 같이 리드 프레임의 발광 부(320) 영역은 확대되었고, 리드 프레임 사출부(310)의 면적은 증가하여 리드 프레임의 높이를 감속 시켰다.

그러므로, 상기 도 4와 도 5에 도시된 리드 프레임 패키지의 발광부(320) 영역은 상기 도 3에서 형성한 리드 프레임 패키지의 발광 부 영역의 면적과 동일하여, 종래 실장하던 발광 다이오드 칩을 그대로 사용할 수 있어 도 3에서 처럼 광효율을 증대시킬 수 있다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 발광 다이오드 칩을 실장하는 리드 프레임의 발광부 영역을 확장시키고, 상기 리드 프레임 사출부 외측에 금속 리드를 체용할 수 있도록 함으로써, 광효율을 향상시키고 견고한 몰드를 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 발광 다이오드를 실장할 발광 영역 보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사출부를 제공하는 단계;

   상기 리드 프레임 사출부의 발광 영역 상에 발광 다이오드 칩을 다이본딩하는 단계;

   상기 다이본딩된 발광 다이오드 칩 상에 몰딩 작업을 진행하는 단계; 및

   상기 리드 프레임의 상기 연장된 영역에 리드부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
2. 발광 다이오드를 실장한 리드 프레임 사출부를 제공하는 단계;

   상기 리드 프레임 사출부의 발광 영역 상에 발광 다이오드 칩을 다이본딩하는 단계;

   상기 다이본딩된 발광 다이오드 칩 상에 몰딩 작업을 진행하는 단계; 및

   상기 리드 프레임 사출부 외측에 리드 포밍에 의한 리드부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
3. 제 1 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 리드부는 상기 리드 프레임 사출부 외측에 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
4. 발광 다이오드가 발광하는 영역보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사출부;

   상기 리드 프레임 사출부에 실장된 발광 다이오드 칩;

   상기 발광 다이오드 칩이 실장된 상기 리드 프레임 사출부 영역에 형성된 몰딩부; 및

   상기 리드 프레임 사출부 양측에 일측 부분이 전방으로 절곡된 형상으로 배치되어 있는 리드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
5. 발광 다이오드가 발광하는 영역보다 연장된 영역을 갖는 리드 프레임 사출부;

   상기 리드 프레임 사출부에 실장된 발광 다이오드 칩;

   상기 발광 다이오드 칩이 실장된 상기 리드 프레임 사출부 영역에 형성된 몰딩부; 및

   상기 리드 프레임 사출부 양측에 일측 부분이 후방으로 절곡된 형상으로 배치되어 있는 리드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
6. 제 4 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 리드부는 'ㄴ'자 형상으로 절곡된 구조인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.

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