KR101644110B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

발광소자 패키지가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자; 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 복수의 리드 프레임; 상기 발광소자를 내부에 수용하도록 개방된 수용홈을 구비하며, 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출형성되어 구비되는 복수의 지지부를 포함하는 패키지 본체; 및 상기 지지부와 결합되는 결합홈을 측면 둘레를 따라 구비하며, 상기 수용홈 내에 구비되는 충진부재;를 포함한다.

Description

발광소자 패키지{LED Package}
본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것이다.
종래에는 발광소자(LED)를 내부에 구비하는 패키지 구조를 구현함에 있어서 발광소자로부터 방사되는 빛의 손실을 줄이기 위해서 고반사 소재로 이루어지는 패키지 본체에 컵 구조의 캐비티를 형성하고, 상기 캐비티 내에 발광소자를 장착한 후 광특성 및 내열성이 우수한 겔 형태의 실리콘계 혹은 에폭시계 고분자를 이용하여 캐비티를 충진하는 구조가 일반적이었다.
이러한 종래의 패키지 구조는 고온의 가혹한 환경에서 사용되는 경우에 패키지 본체의 열변형에 의해 발광소자가 떨어지거나, 캐비티 내의 충진부재와 패키지 본체 사이의 계면에서 박리현상이 발생하는 등의 품질문제가 발생하였다.
본 발명의 목적 중 하나는 발광소자를 봉지하는 충진부재가 패키지 본체로부터 용이하게 분리되는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적 중 다른 하나는 패키지 본체 및 충진부재의 열변형을 최소화하여 발광소자 등의 손상을 방지할 수 있는 발광소자 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자; 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 복수의 리드 프레임; 상기 발광소자를 내부에 수용하도록 개방된 수용홈을 구비하며, 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출형성되어 구비되는 복수의 지지부를 포함하는 패키지 본체; 및 상기 지지부와 결합되는 결합홈을 측면 둘레를 따라 구비하며, 상기 수용홈 내에 구비되는 충진부재;를 포함하고, 상기 지지부는 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 수용홈에 의해 개방된 상기 패키지 본체의 상면을 향해 연장되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 지지부는 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출되어 상기 발광소자와 마주하는 경사면과, 상기 경사면과 상기 내측면을 서로 연결하는 한 쌍의 측면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 경사면은 평평한 평면 형상 또는 완만한 곡면 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 경사면은 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 패키지 본체의 상면으로 갈수록 그 폭이 점차 감소하거나 증가하는 비대칭 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 경사면은 상기 수용홈의 바닥면에서의 폭과 상기 패키지 본체의 상면에서의 폭이 서로 동일한 대칭 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면은 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출되는 길이가, 상기 수용홈의 바닥면측에서의 길이와 상기 패키지 본체의 상면측에서의 길이가 각각 서로 상이한 비대칭 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면은 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 패키지 본체의 상면으로 갈수록 그 돌출되는 길이가 점차 감소하는 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면은 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 패키지 본체의 상면으로 갈수록 그 돌출되는 길이가 점차 증가하는 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면은 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출되는 길이가, 상기 수용홈의 바닥면측에서의 길이와 상기 패키지 본체의 상면측에서의 길이가 각각 서로 동일한 대칭구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지부는 복수개가 상기 수용홈의 내측면을 따라서 서로 일정 간격으로 이격되어 서로 마주보는 대칭 구조로 배치될 수 있다.
또한, 상기 지지부는 복수개가 상기 수용홈의 내측면을 따라서 서로 상이한 간격으로 이격되는 비대칭 구조로 배치될 수 있다.
또한, 상기 충진부재의 결합홈은 상기 지지부와 대응되는 위치에 구비되며, 상기 지지부와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 충진부재는 내부에 분산재 및/또는 형광체를 함유할 수 있다.
또한, 상기 충진부재는 상기 패키지 본체의 상면 보다 낮은 높이로 구비될 수 있다.
또한, 상기 충진부재의 상부에 구비되는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 충진부재와 패키지 본체 사이의 접착력을 향상시킬 수 있어 충진부재가 용이하게 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 신뢰성이 향상되는 효과를 갖는다. 또한, 추가적으로 몰딩되는 렌즈부와 패키지 본체 사이에서도 접착력을 향상시킬 수도 있다.
아울러, 패키지 본체의 열변형을 최소화하여 발광소자의 손상을 방지하고, 충진부재의 열피로에 따른 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3a는 도 1의 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a에서 지지부의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 발광소자 패키지에서 지지부의 다양한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면들이다.
도 8은 도 1의 발광소자 패키지에서 충진부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 1의 발광소자 패키지에서 충진부재의 변형예 및 렌즈부를 구비한 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 단면도이다.
본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 패키지에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 3a는 도 1의 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3b는 도 3a에서 지지부의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 패키지(1)는 발광소자(10), 리드 프레임(20), 패키지 본체(30), 충진부재(40)를 포함하며, 상기 충진부재의 상부에 구비되는 렌즈부(60)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광소자(10)는 외부에서 인가되는 전원에 의해 소정 파장의 빛을 출사하는 반도체 소자의 일종이며, 단일 또는 복수개로 구비될 수 있다.
상기 리드 프레임(20)은 제1 및 제2 리드 프레임(21,22)과 같이 복수개로 구비되며 전기적으로 분리되도록 서로 이격되어 배치된다. 상기 리드 프레임(20)의 일측, 예를 들어 제2 리드 프레임(22)에는 상기 발광소자(10)가 실장되며, 본딩 와이어를 통해 제1 리드 프레임(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 도면으로 도시하지는 않았으나, 솔더 등을 통해 플립칩 본딩방식으로 연결될 수도 있다.
상기 패키지 본체(30)는 플라스틱이나 수지 또는 세라믹 등의 재질로 형성될 수 있으며, 상면이 개방된 수용홈(31)을 구비하여 상기 발광소자(10)를 그 내부에 수용한다. 그리고, 상기 패키지 본체(30)는 상기 수용홈(31)의 내측면(32)으로부터 각각 돌출되어 형성되는 복수의 지지부(50)를 상기 내측면(32)의 둘레를 따라서 구비한다.
상기 수용홈(31)은 그 내부에 수용된 상기 발광소자(10)로부터 발생되는 빛의 원활한 방출 및 확산을 위해 하측보다 상측의 개구가 더 크도록 내측면(32)이 경사진 테이퍼 구조로 형성될 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 7은 도 1의 발광소자 패키지에서 지지부의 다양한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면들이다. 도 1 내지 도 7을 참조하여 상기 지지부에 대해 상세히 설명한다.
도면에서와 같이, 상기 지지부(50)는 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)에서 상기 수용홈(31)에 의해 개방된 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)을 향해 연장되는 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 지지부(50)는 상기 수용홈(31)의 내측면(32)으로부터 돌출되어 상기 발광소자(10)와 마주하는 경사면(51)과, 상기 경사면(51)과 상기 내측면(32)을 서로 연결하는 한 쌍의 측면(52)을 포함한다.
상기 경사면(51)은 도 3a에서 처럼 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)에서 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)을 향해 연장되는 길이방향을 따라서 전체적으로 평평한 평면 형상으로 형성되거나, 도 3b에서 처럼 완만한 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 경사면(51)은 도 1 내지 도 4에서 처럼 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)에서 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)으로 갈수록 그 폭이 점차 감소하거나 증가하는(예를 들어 삼각형 형상과 같은) 비대칭 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 경사면(51)은 도 5에서 처럼 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)에서의 폭과 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)에서의 폭이 서로 동일한(예를 들어 사각형 형상과 같은) 대칭 구조로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 지지부(50)는 상기 수용홈(31)의 내측면(32)으로부터 돌출되는 두께, 구체적으로 상기 수용홈(31)의 내측면(32)으로부터 돌출되는 상기 측면(52)의 길이가, 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)측에서의 길이와 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)측에서의 길이가 각각 서로 상이한 비대칭 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 5에서와 같이 상기 측면(52)은 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)에서 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)으로 갈수록 그 돌출되는 길이가 점차 감소하는 구조로 형성될 수 있다. 반대로, 도 6에서와 같이 상기 측면(52)은 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)에서 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)으로 갈수록 그 돌출되는 길이가 점차 증가하는 구조로 형성될 수도 있다.
또한, 도 7에서와 같이 상기 측면(52)은 상기 수용홈(31)의 내측면(32)으로부터 돌출되는 길이가, 상기 수용홈(31)의 바닥면(31a)측에서의 길이와 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)측에서의 길이가 각각 서로 동일한 대칭구조로 형성될 수 있다.
이러한 지지부(50)는 복수개가 상기 수용홈(31)의 내측면(32)을 따라서 서로 일정 간격으로 이격되어 서로 마주보는 대칭 구조로 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정하지 않고 상기 지지부(50)는 복수개가 상기 수용홈(31)의 내측면(32)을 따라서 서로 상이한 간격으로 이격되는 비대칭 구조로도 배치될 수 있다. 그리고, 이러한 지지부(50)의 배치구조 및 구조적 특징들은 상기 수용홈(31) 내에 채워지는 충진부재(40)를 고려하여 다양한 조합으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 충진부재(40)는 상기 수용홈(31)을 채우도록 상기 수용홈(31) 내에 구비되며, 상기 발광소자(10)를 봉지하여 보호한다. 상기 충진부재(40)는 상기 수용홈(31)의 구조와 대응되는 구조로 형성되며, 상기 수용홈(31)의 내측면(32)과 접하는 측면(41) 둘레에는 상기 지지부(50)와 결합되는 결합홈(42)을 구비한다.
상기 충진부재(40)의 결합홈(42)은 상기 측면(41) 둘레를 따라서 상기 지지부(50)와 대응되는 위치에 구비되며, 상기 지지부(50)와 대응되는 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 충진부재(40)는 상기 발광소자(10)로부터 발생되는 빛의 확산을 위해 내부에 분산재를 함유할 수 있다. 또한, 상기 충진부재(40)는 원하는 파장의 빛을 방출하도록 그 내부에 형광체를 함유할 수 있다.
상기 충진부재(40)는 상기 수용홈(31)을 채우도록 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)과 대응되는 높이로 구비된다. 그러나, 이에 한정하지 않고 상기 충진부재(40)는 도 9 및 도 10에서와 같이 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a) 보다 낮은 높이로 구비될 수도 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a) 보다 높은 높이로 돌출되어 구비될 수도 있다.
상기 렌즈부(60)는 상기 충진부재(40)의 상면(40a) 또는 상기 충진부재(40)를 포함한 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)에 구비된다. 상기 렌즈부(60)는 상기 충진부재(40)의 상부에 몰드되어 형성되거나 별도의 공정을 통해 제작되어 상기 충진부재(40)의 상부에 접착부재 등을 통해 부착될 수 있다.
도 9 및 도 10에서와 같이 상기 충진부재(40)가 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a) 보다 낮은 높이로 구비되는 경우 상기 렌즈부(60)는 하면에 상기 충진부(40)재의 상면(40a)과 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a) 사이의 공간을 채우는 돌기부(61)를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 돌기부(61)의 측면 둘레에는 상기 충진부재(40)의 상면(40a)에서 상기 패키지 본체(30)의 상면(30a)까지 연장되는 지지부(50)와 결합되는 수용홈(62)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 렌즈부(60)와의 결합력을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 패키지 본체의 수용홈 내에 구비되는 지지부는 상기 수용홈의 내측면을 따라 돌출되는 구조로 구비되어 상기 수용홈을 지지하는 축대로서 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 고온의 환경에서도 상기 수용홈을 포함한 상기 패키지 본체의 열적 안정성을 제공한다. 또한, 상기 수용홈을 채우는 충진부재와의 접착력을 강화시키고, 상기 충진부재의 열변형을 분산시켜 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
10... 발광소자 20... 리드 프레임
30... 패키지 본체 31... 수용홈
32... 내측면 40... 충진부재
42... 결합홈 50... 지지부
51... 경사면 52... 측면
60... 렌즈부 61... 돌기부

Claims (15)

  1. 발광소자;
    상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 복수의 리드 프레임;
    상기 발광소자를 내부에 수용하도록 개방된 수용홈을 구비하며, 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출형성되어 구비되는 복수의 지지부를 포함하는 패키지 본체;
    상기 지지부와 결합되는 결합홈을 측면 둘레를 따라 구비하며, 상기 수용홈 내에 구비되는 충진부재; 및
    상기 충진부재의 상부에 구비되는 렌즈부;
    를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 수용홈에 의해 개방된 상기 패키지 본체의 상면을 향해 연장되며, 상기 충진부재의 상면 위로 부분적으로 돌출되는 부분을 가지며,
    상기 렌즈부는 상기 지지부의 돌출되는 부분과 결합되는 수용홈을 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출되어 상기 발광소자와 마주하는 경사면과, 상기 경사면과 상기 내측면을 서로 연결하는 한 쌍의 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경사면은 평평한 평면 형상 또는 완만한 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 패키지 본체의 상면으로 갈수록 그 폭이 점차 감소하거나 증가하는 비대칭 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 수용홈의 바닥면에서의 폭과 상기 패키지 본체의 상면에서의 폭이 서로 동일한 대칭 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 측면은 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출되는 길이가, 상기 수용홈의 바닥면측에서의 길이와 상기 패키지 본체의 상면측에서의 길이가 각각 서로 상이한 비대칭 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 측면은 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 패키지 본체의 상면으로 갈수록 그 돌출되는 길이가 점차 감소하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 측면은 상기 수용홈의 바닥면에서 상기 패키지 본체의 상면으로 갈수록 그 돌출되는 길이가 점차 증가하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 측면은 상기 수용홈의 내측면으로부터 돌출되는 길이가, 상기 수용홈의 바닥면측에서의 길이와 상기 패키지 본체의 상면측에서의 길이가 각각 서로 동일한 대칭구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 충진부재의 결합홈은 상기 지지부와 대응되는 위치에 구비되며, 상기 지지부와 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
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