KR20040040396A - Side-type light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 측면형 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극 및 음극 리드 프레임에 와이어 본딩 영역을 충분히 확보함으로써 제너다이오드 및 발광 다이오드의 실장작업을 원활하게 실시할 수 있는 측면형 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a side light emitting diode package, and more particularly, to a side light emitting diode package capable of smoothly mounting zener diodes and light emitting diodes by securing sufficient wire bonding areas in the anode and cathode lead frames. It is about.
일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 전자부품이다. 즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데 전자와 정공이 떨어져 있을 때 보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다.In general, a light emitting diode (LED) is an electronic component that generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a p-n junction structure of a semiconductor and emits light by recombination thereof. In other words, when a forward voltage is applied to a semiconductor of a specific element, electrons and holes move through the junction of the anode and the cathode and recombine with each other. However, when the electron and the hole are separated, the energy becomes smaller due to the difference in energy generated at this time. Release.
이러한 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있음으로 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화기기 등에 사용된다.Such a light emitting diode can be irradiated with high efficiency light at low voltage, and thus is used in home appliances, remote controls, electronic signs, indicators, and various automation devices.
특히, 정보 통신기기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화 되고 있으며, 발광 다이오드도 인쇄회로기판(Printed Circuit Board;PCB)에 직접 실장하기 위하여 표면실장소자(Surface Mount Device;이하, SMD)형으로 만들어 지고 있다.In particular, according to the trend toward miniaturization and slimming of information and communication devices, various components such as resistors, capacitors, and noise filters are becoming more compact, and surface-mounted diodes are directly mounted on printed circuit boards (PCBs). It is made of a device (Surface Mount Device).
이러한 SMD 방식의 발광 다이오드 패키지는 그 사용도에 따라 탑뷰(Top view)방식과 사이드 뷰(Side view) 방식으로 제조된다. SMD 방식의 발광 다이오드 패키지는 주로 휴대폰에 사용되는 액정 디스플레이용 백라이트 유닛으로 사용되고 있는데, 일반적으로 발광 다이오드는 정전기 또는 역전압에 취약한 것으로 알려져 있다.The SMD type LED package is manufactured in a top view method and a side view method according to its use. SMD type light emitting diode package is mainly used as a backlight unit for liquid crystal display used in mobile phones. In general, light emitting diodes are known to be vulnerable to static electricity or reverse voltage.
따라서, 이러한 발광 다이오드의 취약성을 보완하기 위하여 역방향으로 전류가 흐를 수 있는 수단을 제공하고 있으며, 그러한 수단으로 바람직하게는 제너 다이오드를 발광칩과 병렬로 연결함으로써 정전기에 효율적으로 대응하도록 하고 있다.Therefore, in order to compensate for the weakness of the light emitting diode, a means is provided for allowing current to flow in the reverse direction, and by such means, the zener diode is preferably connected in parallel with the light emitting chip to efficiently cope with static electricity.
즉, 양극과 음극에 발광 다이오드 및 제너 다이오드를 실장하고, 이 발광 다이오드와 제너 다이오드를 금(Au) 성분의 와이어(Wire) 등으로 서로 연결함으로써 병렬구조를 갖도록 한다.That is, a light emitting diode and a zener diode are mounted on the anode and the cathode, and the light emitting diode and the zener diode are connected to each other with a gold (Au) wire or the like to have a parallel structure.
이러한 제너다이오드는 일명 정전압 다이오드라고도 하며, 반도체 PN 접합 다이오드의 하나로서, PN접합의 항복(Breakdown)영역에서 동작특성이 나타나도록 제작된 다이오드로 주로 정전압용으로 사용된다. 그리고, 제너 회복현상을 이용해서 일정 전압을 얻는 소자이며 규소의 p-n접합에서 전류 약 10 mA로 동작하고 품종에 따라 3~12 V의 정전압을 얻을 수 있는 다이오드이다.This zener diode, also known as a constant voltage diode, is one of the semiconductor PN junction diodes, and is a diode manufactured to exhibit operating characteristics in the breakdown region of the PN junction. It is a device that obtains a constant voltage by using Zener recovery phenomenon, and it is a diode that operates with a current of about 10 mA at a p-n junction of silicon and obtains a constant voltage of 3 to 12 V depending on the variety.
따라서, 발광 다이오드에 이러한 제너 다이오드를 와이어 등에 의하여 병렬로 연결함으로써 정전기로 인하여 역방향의 전류가 인가되어도 상기 제너다이오드에 의하여 손상을 방지할 수 있다.Therefore, by connecting these Zener diodes in parallel by wires or the like to the light emitting diodes, damage may be prevented by the Zener diodes even when reverse current is applied due to static electricity.
그리고, 제너다이오드에 의한 정전기 대응 구조의 회로는 기판에 직접 실장하거나 리드 프레임을 통하여 실장 할 수 있다.In addition, the circuit of the electrostatic response structure by the zener diode can be mounted directly on the substrate or through a lead frame.
이러한 방식 중, 기판에 실장하는 방식은 발광 다이오드와 제너다이오드를 연결하기 위한 와이어의 본딩 영역이 충분히 확보되므로 공간의 제약을 받지 않고 연결할 수 있다.Among these methods, since the bonding area of the wire for connecting the light emitting diode and the zener diode is sufficiently secured, the method of mounting on the substrate may be connected without space limitation.
그러나, 기판에 실장하는 방식이 아닌 리드 프레임상에 발광 다이오드와 제너다이오드를 실장하는 경우에는 리드 프레임의 크기가 작으므로 와이어를 본딩하기 위한 영역이 충분하지 못한 문제점이 있다.However, when the light emitting diode and the zener diode are mounted on the lead frame rather than the method of mounting on the substrate, there is a problem in that the area for bonding the wire is not sufficient because the size of the lead frame is small.
결과적으로, 리드프레임 방식의 발광 다이오드 패키지는 공간의 제약으로 인하여 실장공정을 신속하게 진행할 수 없고 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.As a result, the lead frame type LED package has a problem in that the mounting process cannot proceed quickly due to space limitations and the process becomes complicated.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 리드 프레임의 본딩 영역을 확장함으로써 리드 프레임상의 좁은 공간에서도 발광 다이오드 및 제너 다이오드의 실장공정을 용이하게 실시할 수 있는 측면형 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to expand the bonding area of the lead frame so that the light emitting diode and the zener diode can be easily mounted even in a narrow space on the lead frame. To provide a side light emitting diode package that can be.
도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드 패키지를 도시하는 사시도.1 is a perspective view showing a side type light emitting diode package according to a preferred embodiment of the present invention;
도2 는 도1 에 도시된 측면형 발광 다이오드 패키지의 정면도.FIG. 2 is a front view of the side type light emitting diode package shown in FIG.
도3 은 도1 에 도시된 측면형 발광 다이오드 패키지의 평단면도.3 is a cross-sectional plan view of the side type light emitting diode package shown in FIG.
도4 는 도1 에 도시된 측면형 발광 다이오드 패키지의 측면도.4 is a side view of the side type light emitting diode package shown in FIG.
도5 는 도1 에 도시된 측면형 발광 다이오드 패키지의 역전류 방지회로를 개략적으로 도시하는 도면.FIG. 5 is a schematic view showing a reverse current prevention circuit of the side type light emitting diode package shown in FIG. 1; FIG.
상기에서 언급한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명이 개시하는 측면형 발광 다이오드 패키지는 일측면에 제1 본딩부가 형성됨으로써 본딩 영역이 확보될 수 있는 양극 리드프레임과; 일측면에 제2 본딩부가 형성됨으로써 상기 양극 리드프레임의 제1 본딩부와 대응되도록 배치되는 음극 리드프레임과; 상기 양극 혹은 음극 리드프레임 중 하나에 실장되어 반대 전극과 전기적으로 연결됨으로써 순방향 전류 인가시 발광하는 발광 다이오드와; 그리고 상기 발광 다이오드와 다른 전극리드에 실장되어 상기 제1 본딩부 혹은 제2 본딩부를 통하여 상기 발광 다이오드와 병렬로 연결됨으로써 역방향 전류가 가해질 때 전류를 바이패스(By-Pass)시키는 제너다이오드를 포함한다.In order to realize the above object of the present invention, the side-shaped light emitting diode package disclosed in the present invention comprises: an anode lead frame in which a bonding area is secured by forming a first bonding portion on one side; A cathode lead frame disposed to correspond to the first bonding portion of the anode lead frame by forming a second bonding portion on one side; A light emitting diode mounted on one of the anode or cathode lead frames and electrically connected to an opposite electrode to emit light when forward current is applied; And a zener diode mounted on an electrode lead different from the light emitting diode so as to bypass the current when a reverse current is applied by being connected in parallel with the light emitting diode through the first bonding part or the second bonding part. .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드 패키지를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a side type light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도1 내지 도5 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 측면형 발광 다이오드 패키지는 플라스틱 사출물(1)로부터 돌출된 리드(Lead;3,4)를 통하여 액정 디스플레이용 기판(도시안됨) 등에 실장 되는 구조를 갖는다.1 to 5, the side light emitting diode package proposed by the present invention is mounted on a liquid crystal display substrate (not shown) through a lead (3,4) protruding from the plastic injection molding (1). It has a structure.
이러한 구조를 갖는 측면형 발광 다이오드 패키지는 상기 몰드(1)의 내부에 구비되어 전원 인가시 광을 조사하는 통상의 발광 다이오드(6)와, 상기 발광 다이오드(6)와 병렬로 연결됨으로써 정전기로 인한 손실을 방지하기 위한 정전압 다이오드(5)와, 이러한 발광 다이오드(6)에 의하여 발광된 빛을 외부로 반사하는 반사판(10)을 포함한다.The side light emitting diode package having such a structure is provided inside the mold 1 and connected with the light emitting diode 6 in parallel with the conventional light emitting diode 6 for irradiating light when the power is applied, and thus caused by static electricity. It includes a constant voltage diode (5) for preventing the loss, and a reflecting plate (10) for reflecting the light emitted by the light emitting diode (6) to the outside.
보다 상세하게 설명하면, 상기 몰드(1)의 일측면에는 리드(3,4)가 각각 돌출하고, 이들 리드(3,4)는 양극 리드프레임(12) 및 음극 리드프레임(13)과 전기적으로 연결된다.In more detail, the leads 3 and 4 protrude from one side of the mold 1, and the leads 3 and 4 are electrically connected to the positive lead frame 12 and the negative lead frame 13. Connected.
그리고, 양극 리드프레임(12)에는 정전압 다이오드(5)가 도전성 에폭시에 의하여 다이본딩(Die Bonding)방법으로 실장되며, 음극 리드프레임(13)에는 발광 다이오드(6)가 동일한 방법으로 실장된다.A constant voltage diode 5 is mounted on the anode lead frame 12 by a die bonding method using a conductive epoxy, and a light emitting diode 6 is mounted on the cathode lead frame 13 in the same manner.
또한, 상기 발광 다이오드(6)는 제1 와이어(9)에 의하여 상기 양극 리드프레임(12)에 전기적으로 연결되어 통전할 수 있는 연결구조를 갖는다.In addition, the light emitting diode 6 has a connection structure that is electrically connected to the anode lead frame 12 by a first wire 9 so as to be energized.
따라서, 상기 양극 리드프레임(12)에 인가된 순방향의 전류가 제1 와이어(9)를 통하여 상기 발광 다이오드(6)에 인가됨으로써 발광 다이오드(6)로부터 광이 조사될 수 있다. 상기 제1 와이어(9)는 금(Au)이 사용된다.Accordingly, light from the light emitting diode 6 may be irradiated by applying a forward current applied to the anode lead frame 12 to the light emitting diode 6 through the first wire 9. Gold (Au) is used for the first wire 9.
상기 발광 다이오드(6)는 통상적인 방식의 발광 다이오드가 적용되며, 바람직하게는 GaN 계열의 발광칩이 사용된다. 이 GaN 계열의 발광칩은 발광시 청색 파장대의 빛을 조사하도록 제조되고, 이와 같이 제조된 발광칩은 칩위에 엘로우(Yellow) 파장대의 빛을 발산하는 형광체를 도포하여 이들 빛의 혼합으로 백색광이 나타나도록 하고 있다.The light emitting diode 6 is a conventional light emitting diode is applied, preferably a GaN-based light emitting chip. The GaN-based light emitting chip is manufactured to irradiate light in the blue wavelength band when emitting light, and the light emitting chip thus manufactured is coated with a phosphor that emits light in the yellow wavelength band on the chip, whereby white light appears as a mixture of these lights. I'm trying to.
물론, 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue) 형광체를 이용하여 백색광을 나타내는 방법이 사용될 수도 있다.Of course, a method of displaying white light using red, green, and blue phosphors may be used.
그리고, 상기 정전압 다이오드(5)는 바람직하게는 제너 다이오드를 포함하며, 역방향 전류에 대하여 일정의 정전 내압을 갖는 물성을 갖는다.In addition, the constant voltage diode 5 preferably includes a zener diode and has physical properties with a constant electrostatic breakdown voltage with respect to the reverse current.
따라서, 발광 다이오드(6)에 정전기 등에 의하여 역방향 전류가 인가되는 경우 제너 다이오드에 의해 전류가 바이패스(By-Pass)되어 정전기에 의한 손상을 방지할 수 있다.Therefore, when the reverse current is applied to the light emitting diode 6 by static electricity or the like, the current is bypassed by the zener diode to prevent damage due to static electricity.
이때, 상기 정전압 다이오드(5)는 제너 다이오드(Zener Diode)를 포함하지만, 애벌란시 다이오드(avalanche diode) 및 스위칭 다이오드 (Switching Diode), 쇼트키 다이오드도 포함 할 수 있다.In this case, the constant voltage diode 5 may include a Zener diode, but may also include an avalanche diode, a switching diode, and a Schottky diode.
이러한 제너 다이오드(5)는 제2 와이어(7)를 구비하며, 제2 와이어(7)는 제너 다이오드(5)로부터 연장되어 상기 음극 리드프레임(13)에 와이어 본딩(Wire bonding)된다. 그리고, 상기 발광 다이오드(6)로부터 연장된 제3 와이어(8)와 연결된다.The zener diode 5 includes a second wire 7, and the second wire 7 extends from the zener diode 5 to be wire bonded to the negative lead frame 13. The third wire 8 extends from the light emitting diode 6.
따라서, 상기 정전압 다이오드(5)는 발광 다이오드(6)와 도5 에 나타낸 바와 같이 병렬구조로 연결된다.Thus, the constant voltage diode 5 is connected in parallel with the light emitting diode 6 as shown in FIG.
이때, 상기 제1 와이어(9) 혹은 제2 및 제3 와이어(7,8)의 본딩 영역을 확보하기 위하여 상기 양극 및 음극 리드프레임(12,13)에 제1 및 제2 본딩부(Bonding Area;A,B)를 형성한다.In this case, first and second bonding areas are formed on the positive and negative lead frames 12 and 13 to secure bonding areas of the first wire 9 or the second and third wires 7, 8. A and B are formed.
즉, 상기 양극 및 음극리드프레임(12,13)의 사이에는 일정한 공간(11)이 형성되며, 상기 양극 리드프레임(12)의 일측 단부에는 제1 본딩부(A)가 형성되어 상기 공간(11)으로 돌출된다. 이러한 제1 본딩부(A)는 일정 면적을 가지므로 와이어 본딩 영역이 충분히 확보될 수 있다.That is, a constant space 11 is formed between the anode and cathode lead frames 12 and 13, and a first bonding portion A is formed at one end of the anode lead frame 12 to form the space 11. Protrudes). Since the first bonding portion A has a predetermined area, the wire bonding region may be sufficiently secured.
그리고, 상기 음극 리드프레임(13)의 일측 단부에도 제1 본딩부(A)와 대각선 방향에 제2 본딩부(B)가 형성되어 상기 공간(11)으로 돌출된다. 따라서, 음극 리드 프레임(13)에도 와이어 본딩 영역이 확보된다.In addition, a first bonding portion A and a second bonding portion B are formed in a diagonal direction at one end of the cathode lead frame 13 to protrude into the space 11. Therefore, the wire bonding area is also secured to the cathode lead frame 13.
상기 제1 본딩부(A)에는 상기 제1 와이어(9)가 본딩되며, 제2 본딩부(B)에는 제2 및 제3 와이어(7,8)가 본딩 될 수 있다.The first wire 9 may be bonded to the first bonding portion A, and the second and third wires 7 and 8 may be bonded to the second bonding portion B. FIG.
따라서, 상기 정전압 다이오드(5) 및 발광 다이오드(6)는 이러한 본딩부(A,B)에 와이어를 본딩하여 전기적으로 병렬구조를 이룰 수 있다.Therefore, the constant voltage diode 5 and the light emitting diode 6 may form an electrically parallel structure by bonding wires to the bonding portions A and B. FIG.
그리고, 상기에서는 양극 및 음극 리드프레임(12,13)의 일측단부에 본딩부(A,B)가 형성되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 일측 단부 뿐만 아니라 일측 중간부에도 형성될 수 있으며 형상도 사각형, 반원형, 삼각형 및 그 외 형상을 포함함은 물론이다.In the above description, although the bonding portions A and B are formed at one end of the positive and negative lead frames 12 and 13, the present invention is not limited thereto and may be formed not only at one end but also at one middle portion. Of course, the shape also includes square, semi-circular, triangular and other shapes.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 측면형 발광 다이오드 패키지의 작동과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the side-shaped light emitting diode package having the structure as described above in detail as follows.
즉, 상기 다이오드 패키지에 순방향의 전류가 인가되는 경우, 이 전류는 상기 양극 리드프레임(12) 및 제1 와이어(9)를 통하여 발광 다이오드(6)로 공급됨으로써 발광 다이오드(6)가 R, G, B 등의 소정의 색을 갖는 광을 조사하게 된다. 이때 제너 다이오드는 역방향 상태이므로 전기적으로는 오픈(Open) 상태이며 일정전압이상에서는 쇼트(Short)상태로 GaN 칩을 보호한다.That is, when forward current is applied to the diode package, the current is supplied to the light emitting diode 6 through the anode lead frame 12 and the first wire 9 so that the light emitting diode 6 is R, G. And light having a predetermined color such as B. At this time, since the Zener diode is in the reverse state, it is electrically open and the GaN chip is protected in a short state above a certain voltage.
이와 같이 일정범위 이내의 정방향 전압(양극에서 음극방향)을 갖는 전류가 발광 다이오드(6)에 공급되는 상태가 유지되는 동안은 안정적으로 발광이 계속될 수 있다.In this way, the light emission can be stably maintained while the current having the positive voltage (positive to negative direction) within a predetermined range is supplied to the light emitting diode 6.
이러한 과정 중, 정전기 등으로 인하여 역방향의 전압이 인가되면, 이러한 역방향의 전압은 전기적으로 순방항인 제너 다이오드(5)로 공급된다. 이 때 발광 다이오드(6)는 전기적으로 오픈(open) 상태이다.During this process, if a reverse voltage is applied due to static electricity or the like, the reverse voltage is supplied to the Zener diode 5 which is electrically forward. At this time, the light emitting diode 6 is electrically open.
따라서, 역방향으로 전압이 인가될 때는 제너 다이오드(5)가 쇼트(Short)상태로 전류를 바이패스(by pass)시켜 상기 발광 다이오드(6)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when voltage is applied in the reverse direction, the zener diode 5 may bypass the current in a short state to prevent the light emitting diode 6 from being damaged.
상기한 바와 같이, 제너 다이오드를 발광 다이오드와 병렬로 배치함으로써 순방향 및 역방향 전류로 인한 발광 다이오드의 손상을 방지할 수 있다.As described above, the zener diode may be disposed in parallel with the light emitting diode to prevent damage to the light emitting diode due to the forward and reverse currents.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지는 양극 및 음극 리드 프레임의 측부에 본딩부를 각각 형성하여 와이어 본딩 영역을 충분히 확보함으로써 발광 다이오드 및 제너 다이오드의 실장공정을 용이하게 실시할 수 있는 장점이 있다.As described above, in the side light emitting diode package according to the preferred embodiment of the present invention, the bonding portions are formed on the sides of the anode and cathode lead frames, respectively, to sufficiently secure the wire bonding area, thereby facilitating the mounting process of the light emitting diode and the zener diode. There are advantages to it.
이상을 통해서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.
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