KR20090027532A - Light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구리로 이루어진 코어부와 그 코어부에 형성된 금속 코팅층으로 구성된 본딩와이어를 사용함으로써 가격이 싸고 열전도도, 전기전도도가 우수하며 구리의 산화 및 광 흡수를 개선한 LED 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an LED package, and more particularly, by using a bonding wire composed of a core part made of copper and a metal coating layer formed on the core part, the cost is low, thermal conductivity, electrical conductivity is excellent, copper oxidation and light absorption. The improved LED package.
일반적으로, LED 패키지는 패키지 본체, 상기 패키지 본체에 실장된 LED칩, 그 LED칩에 전류를 인가하기 위한 리드들을 포함한다. 상기 LED칩은 하나의 리드상에 부착되며, 본딩와이어를 통해 다른 리드에 접속된다.In general, an LED package includes a package body, an LED chip mounted on the package body, and leads for applying current to the LED chip. The LED chip is attached on one lead and connected to the other lead through a bonding wire.
이러한 본딩와이어는 현재 Si가 함유된 알루미늄(Al)와이어와 금(Au)와이어를 주로 사용하고 있다.Such bonding wires currently use aluminum (Al) and gold (Au) wires containing Si.
상기 알루미늄와이어는 볼 형성이 어려워 방향성을 가지고 본딩함으로써 다양한 패키지의 적용이 어렵고 양산성이 떨어진다. 또한, 전기 전도도나 열전도등이 금(Au)이나 구리(Cu)에 비해 떨어진다. 이로 인해 많은 전류 구동시 문제가 발생한다. 또한, 알루미늄 와이어는 두께를 가늘게 하는데 한계가 있어, LED 패키지의 본딩와이어로 사용하는데 제한이 있다.Since the aluminum wire is difficult to form a ball, it is difficult to apply a variety of packages by bonding with a directional orientation and poor mass productivity. In addition, electrical conductivity and thermal conductivity are inferior to gold (Au) and copper (Cu). This causes a problem when driving a large current. In addition, aluminum wire has a limitation in thinning thickness, and thus is limited in use as a bonding wire of an LED package.
그리고, 상기 금(Au)와이어는 부식 특성이나 전기 전도도나 열전도 등이 우수하나 가격이 비싸고, 현재 LED에 적용시 빛, 특히 청색 파장의 빛을 흡수함으로써 광효율을 감소시키는 문제점을 가지고 있다.In addition, the gold (Au) wire is excellent in corrosion characteristics, electrical conductivity, thermal conductivity, etc., but the price is high, and has a problem of reducing the light efficiency by absorbing light, especially blue wavelength light when applied to the current LED.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가격이 싸고 열전도, 전기 전도도가 우수하며 광학특성이 좋은 본딩와이어를 갖는 LED 패키지를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an LED package having a bonding wire which is inexpensive, has excellent thermal conductivity, electrical conductivity and good optical properties.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는 LED칩; 상기 LED칩에 전류를 인가하기 위한 리드들을 갖는 패키지 본체; 및 상기 리드와 상기 LED칩을 연결하기 위한 본딩와이어를 포함하되, 상기 본딩와이어는 구리로 이루어진 코어부와, 그 코어부의 표면에 형성되어 상기 코어부의 광학특성을 보완하는 금속 코팅층을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the LED package according to an embodiment of the present invention is an LED chip; A package body having leads for applying current to the LED chip; And a bonding wire for connecting the lead and the LED chip, wherein the bonding wire includes a core part made of copper and a metal coating layer formed on a surface of the core part to compensate for optical characteristics of the core part.
본 실시예에 따라, 상기 금속 코팅층은 상기 구리보다 융점이 높은 금속으로 이루어진다. 바람직하게 상기 금속 코팅층은 파라듐(Pd), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt) 및 그것들의 합금 중 어느 하나로 이루어진다. 더 나아가 상기 코어부 대 상기 금속 코팅층의 두께 비가 150~400 대 1로 정해질 수 있다.According to this embodiment, the metal coating layer is made of a metal having a higher melting point than the copper. Preferably, the metal coating layer is made of one of palladium (Pd), nickel (Ni), chromium (Cr), platinum (Pt), and alloys thereof. Furthermore, the thickness ratio of the core portion to the metal coating layer may be set to 150 to 400 to 1.
본 발명의 실시예에 따르면 구리로 이루어진 코어부와 그 코어부에 형성된 금속 코팅층으로 구성된 본딩와이어를 사용함으로써, 가격이 싸고 열전도도, 전기전도도 특성을 향상시켜 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by using a bonding wire composed of a core part made of copper and a metal coating layer formed on the core part, it is inexpensive and has an effect of improving light efficiency by improving thermal conductivity and electrical conductivity characteristics.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 코어부의 외면에 금속 코팅층을 형성함으로써, 구리의 산화 및 광 흡수를 방지할 수 있는 효과도 있다. 이에 따라, 금와이 어의 문제점인 청색 파장에 대한 흡수를 방지하여 광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by forming a metal coating layer on the outer surface of the core portion, there is an effect that can prevent the oxidation and light absorption of copper. Accordingly, it is possible to further improve the light efficiency by preventing the absorption of the blue wavelength which is a problem of the gold wire.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention can be fully conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 'A'의 확대도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an LED package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of 'A' shown in FIG. 1.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지(10)는 리드프레임으로 형성되어 외부 전극들에 연결되는 제 1 및 제 2 리드(11, 12) 및 이것과 일체로 성형된 패키지 본체(13)를 구비한다. 패키지 본체(13)는 전형적으로 열가소성 수지를 삽입 몰딩하여 형성할 수 있다. 또한, 패키지 본체(13)의 재질은 세라믹 재질, 플라스틱 재질을 포함하며, LED 패키지 내부 구조를 다양하게 설계할 수 있다.FIG. 1 shows an
상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 각각의 일단이 근접하여 대향하도록 배치되며, 타단은 서로 반대방향으로 연장하여 패키지 본체(13)의 외부로 돌출된다. 도면상에 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)의 타단이 패키지 본체(13)의 외부로 돌출되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌바, 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 패키지 본체(13)를 상하로 관통하는 비아(via, 미도시)를 통해 외부 전극에 각각 전기적으로 연결될 수도 있다.The first and
상기 패키지 본체(13)는 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)의 적어도 일부를 둘러싸서 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)를 고정시킨다. 또한, 상기 패키지 본체(13)는 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)를 노출시키는 캐비티(19)를 갖는다. 상기 캐비티(19)의 내벽(14)은 LED칩(16)에서 방출된 빛을 외부로 반사하도록 일정한 경사면을 갖는다.The
상기 LED칩(16)이 상기 캐비티(19)의 바닥면에 실장된다. 이때, 도시한 바와 같이, 상기 LED칩(16)은 상기 제 1 리드(11) 상에 도전성 접착제에 의해 부착될 수 있다. 상기 도전성 접착제는 은 에폭시(Ag epoxy)일 수 있다. 이에 더하여, 상기 LED칩(16)은 본딩와이어(17)를 통해 제 2 리드(12)에 접속될 수 있다. 이에 따라, 상기 LED칩(16)은 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)에 전기적으로 연결된다.The
상기 본딩와이어(17)는 구리로 이루어진 코어부(17a)와, 그 코어부(17a)의 외면에 형성된 금속 코팅층(17b)으로 구성된다. 상기 금속 코팅층(17b)은 구리보다 융점이 높은 금속으로 이루어진다(표 1 참조). 이에 따라, 구리와 금속 코팅층(17b)의 융점 차이에 의해 내부의 구리가 먼저 용융되고 이후에 금속 코팅층(17b)이 용융되어 도 2에 잘 도시된 바와 같은 형태의 볼을 형성할 수 있다. 상기 금속 코팅층(17b)은 상기 코어부(17a)를 이루는 구리의 산화 및 광 흡수를 방지할 수 있다.The
다음의 표 1은 금속 특성을 나타낸 표이다.Table 1 below is a table showing the metal properties.
상기와 같은 표 1에서 보듯이 열전도, 전기 전도도가 우수한 구리로 이루어진 코어부(17a)와 금속 코팅층(17b)으로 구성된 본딩와이어(17)로 사용함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다. 이에 더하여, 은백색의 금속 코팅층(17b)을 상기 코어부(17a)의 외면에 형성함으로써, 구리의 산화 및 광 흡수 특성을 개선할 수 있다.As shown in Table 1, the light efficiency can be improved by using the
이러한 금속 코팅층(17b)은 광 반사특성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있으며, 그 재료로 파라듐(Pd), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 은(Ag) 및 그것들의 합금 중 어느 하나가 채택될 수 있다.The
이와 같은 재료로 이루어진 금속 코팅층(17b)은 볼의 형성 상태와 전기 전도도 특성, 산화 방지 능력을 고려하여 상기 코어부(17a)의 두께 보다 작은 두께로 형성된다. 상기 코어부(17a) 대 상기 금속 코팅층(17b)의 두께 비가 150~400 대 1로 정해짐이 바람직하다.The
이때, 상기 코어부(17a)의 두께가 150 미만인 경우 금속 코팅층(17b)이 두껍게 형성되어 구리로 이루어진 코어부(17a)로 인해 발생되는 열전도도, 전기 전도도 등의 특성이 떨어지고, 상기 금속 코팅층(17b)에 사용되는 금속량이 많아져 비용 부담이 발생할 수 있다. 상기 코어부(17a)의 두께가 400을 초과하는 경우, 금속 코팅층(17b)이 얇게 형성되어 상기 코어부(17a)로부터 금속 코팅층(17b)이 벗겨질 수 있다. 이에 따라, 구리의 산화 및 광을 흡수하여 광효율을 감소시킬 수 있다.At this time, when the thickness of the
본 실시예에 따라, 직경이 대략 25마이크로인 구리 재질의 코어부(17a)와 대략 0.1마이크로인 파라듐 재질의 금속 코팅층(17b)일 때 가장 좋은 특성을 나타낸다. 이와 같은 두께를 갖는 코어부(17a)와 금속 코팅층(17b)을 사용함에 따라 열전도도, 전기 전도도의 특성이 우수하여 광효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구리의 산화 및 광 흡수를 방지할 수 있다.According to the present embodiment, the best characteristics are achieved when the
한편, 상기 캐비티(19)에는 봉지부재(15)가 채워진다. 상기 봉지부재(15)는 캐비티(19)의 바닥면에 실장된 상기 LED칩(16) 상부를 덮는다. 또한, 상기 봉지부재(15)는 본딩와이어(17)를 덮을 수 있다. 이때, 상기 봉지부재(15)는 실리콘 수지일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the sealing
이에 더하여, 상기 봉지부재(15)의 상부면은 도 1에 도시된 바와 같이 평평한 면일 수도 있으며, 일정한 곡률을 가질 수도 있다. 또한, 상기 봉지부재(15)는 적어도 하나의 형광체(18)를 함유할 수 있다. 이러한 형광체는 LED칩(16)에서 방출된 빛의 파장을 변환시키기 위해 채택된다.In addition, the upper surface of the
도 3 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an LED package according to another embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지(10)는 패키지 본체(13), LED칩(16), 본딩와이어(17) 및 봉지부재(15)를 포함한다. 여기에서, 상기 패키지 본체(13)는 상기 LED칩(16)과 전기적으로 연결되는 제 1 및 제 2 리드(11, 12)를 갖는 패키지 본체(13)이다. 이러한 패키지 본체(13)는 본 실시예에서 인쇄회로기판(이하, ‘PCB'라 한다)이다. 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 서로 이격되게 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 리드(11, 12)는 예를 들면, 구리 박막과 같은 전도성 박막 금속을 도금, 프린팅, 또는 기타 다른 방식을 통해 형성하여 이루어지는 것이다.As shown in FIG. 3, the
상기 LED칩(16)은 상기 패키지 본체(13)의 제 1 리드(11)상에 부착되고, 상기 LED칩(16)은 상기 제 2 리드(12)와 본딩와이어(17)에 의해 연결된다. 상기 본딩와이어(17)는 구리(Cu)로 이루어진 코어부(17a)와, 상기 코어부(17a)에 형성된 금속 코팅층(17b)으로 구성된다. 이러한 코어부(17a)와 금속 코팅층(17b)은 앞선 실시예에서 설명하였으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.The
상기 봉지부재(15)는 렌즈형상으로 형성되기 때문에 광효율이 높아진다. 이러한 봉지부재(15)의 형성을 위한 몰딩 공정은 이미 알려진 기술이고 본 발명과 직접적인 관련성이 적으므로 그 구체적인 설명을 생략한다.Since the
상기 봉지부재(15)내에는 바람직하게 적어도 하나 이상의 형광체(18)를 함유하여, 상기 LED칩(16)으로부터 나온 광과 형광체(18)에 의하여 여기된 광이 혼합되어 다양한 색을 만들 수 있다.The
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating an LED package according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 패키지(10)는 앞선 실시예와 달리 히트싱크(14)를 갖으며, LED칩(16)은 상기 히트싱크(14)에 접착제(161)에 의해 부착된다. 상기 히트싱크(14)에 부착된 LED칩(16)은 2개의 본딩와이어(17)에 의해 제 1 및 제 2 리드(11, 12)에 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 4, the
여기에서, 리드들(11, 12)과 LED칩(16)을 연결하기 위한 본딩와이어(17)는 투 본딩방식으로, 상술한 바와 같이 구리로 이루어진 코어부(17a)와 그 코어부(17a)의 외면에 형성되는 광 반사특성이 우수한 금속 코팅층(17b)으로 구성된다. 이와 같은 코어부(17a)와 금속 코팅층(17b)으로 이루어진 본딩와이어(17)를 사용함에 따라 열전도도, 전기 전도도의 특성이 우수하여 광효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구리의 산화 및 광 흡수를 방지할 수 있다.Here, the
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도.1 is a cross-sectional view for explaining an LED package according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 도 1에 도시된 'A'의 확대도.FIG. 2 is an enlarged view of 'A' shown in FIG. 1. FIG.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도.3 is a cross-sectional view for explaining an LED package according to another embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view for explaining an LED package according to another embodiment of the present invention.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : LED 패키지 11 : 제 1 리드10: LED Package 11: First Lead
12 : 제 2 리드 13 : 패키지 본체12: second lead 13: package body
14 : 내벽 15 : 봉지부재14
16 : LED칩 17 : 본딩와이어16: LED chip 17: bonding wire
17a : 코어부 17b : 금속 코팅층17a:
18 : 형광체 19 : 캐비티18: phosphor 19: cavity
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