KR20090095956A - 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및리드 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 칩을 부착하기 위한 방열패드부와 외부와 전기적으로 연결되기 위한 패키지 단자부를 동일 평면상에 위치하도록 제조하여 기판과의 이격되어 발생하는 방열의 불량을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 리드 프레임에 사출되어 형성되는 본체와 면적이 확장되도록 결합시켜 더욱 견고하게 리드 프레임과 본체를 결합시킬 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임에 관한 것이다.

본 발명은 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법에 있어서, 상기 리드 프레임에 고출력 발광다이오드 패키지 단위 모듈이 규칙적으로 배열되도록 절단하는 트리밍단계와, 상기 방열패드부와 패키지 단자부를 제외한 상기 와이어 연결부가 형성되도록 리드 프레임의 일측면으로 돌출시키는 포밍단계를 포함하여 구성되고, 상기 포밍단계는, 상기 돌출되는 부분에 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부를 적어도 한군데 형성하는 것을 특징으로 한다.

발광다이오드, 리드 프레임, 칩, 방열, 와이어, 단자부, 포밍

Description

고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임{MANUFACTURING METHOD AND PRODUCT OF LEAD FRAME FOR LED PACKAGE}

본 발명은 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드 칩을 부착하기 위한 방열패드부와 외부와 전기적으로 연결되기 위한 패키지 단자부를 동일 평면상에 위치하도록 제조하여 기판과의 이격되어 발생하는 방열의 불량을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 리드 프레임에 사출되어 형성되는 본체와 면적이 확장되도록 결합시켜 더욱 견고하게 리드 프레임과 본체를 결합시킬 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임에 관한 것이다.

근래에 들어 발광다이오드는 광통신 및 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 발광다이오드는 전기에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드갭에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성된다.

상기와 같은 종래의 발광다이오드는 사용목적 및 요구되는 형태에 따라 패키 지 형태로 제공되는데, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 칩을 전극패턴이 형성된 기판 또는 리드 프레임 상의 방열패드부(32)에 실장한 후에 상기 칩의 단자와 전극패턴(또는 리드)를 전기적으로 연결하고, 그 상부에 에폭시, 실리콘 또는 그 조합 등을 사용하여 본체(10)를 형성하는 방식으로 제조된다. 즉, 발광다이오드 칩을 리드 프레임(lead frame)에 장착(mount) 해주며 소자의 극성을 연결해주는 공정과, 소자와 극성이 연결된 반제품에 캡을 씌우는 후 공정(package공정을 말함)과, 완성품에 대한 전기적 특성 및 외관을 테스트하는 테스트 공정을 포함한다.

한편, 고휘도 및 고출력의 발광소자를 구현하기 위해서는 패키지 내의 발광다이오드 칩에 의해서 발생된 열을 방열시키기 위하여 알루미늄 등의 소재의 히트싱크의 방열판상에 엘이디칩을 표면실장기법 등을 이용하여 제작하였다. 이때 고출력(1W이상)의 제품에 적용되는 경우에는 전기적 특성에 따른 높은 열저항(120℃)에 대한 전기적, 열적 스트레스를 받게되어 제품 소자의 특성변화가 쉽게 발생되고, 사용수명이 단축되는 문제점을 있었다.

따라서, 발광다이오드 칩을 방열시키기 위하여 종래의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임은 도 5d에 도시된 바와 같이, 리드 프레임에서 방열패드부(22)를 형성하여(Forming) 방열패드부(22)를 PCB(Printed Circuit Board: 이하 PCB라고 함) 기판과 접촉시켜 방열을 하도록 하거나, 리프프레임과는 별도로 두껴운 재질의 방열패드를 추가하여 포밍과정 없이 방열패드를 PCB기판과 접촉시켜 방열하는 구조를 취하였다.

그러나, 이러한 종래의 고출력 발광다이오드 패키지는 도 5b 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 본체(10)를 형성하는 사출을 한 후에 패키지 단자부(26)가 바닥면과 맞닿도록 하는 공정이 반드시 필요로 하게 되었고, 또한 패키지 단자부(26)를 절곡하는 공정 시 방열패드부(22)와 패키지 단자부(26)의 높이에 차이가 발생하여 방열패드부(22)가 PCB기판과 떨어져 있을 가능성이 생겨 열경로가 끊어지는 문제가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 방열패드부와 패키지 단자부를 연결하는 사출물 지지부(2)를 사출물 지지부를 포밍하여 형성함으로써 상기 방열패드부와 패키지 단자부의 높이차가 발생하는 것을 미연에 방지하여 방열패드부와 PCB기판과의 접촉불량에 의한 제품의 불량을 획기적으로 제거할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임을 제공하는 것이다.

또한, 전력의 공급을 위한 리드 프레임의 특성상 분리될 수 밖에 없는 리드 프레임을 견고하게 고정할 수 있는 사출물 지지부의 형성하여 상기 리드 프레임이 사출물에서 떨어지고 위치를 이탈하여 발생하는 제품의 불량율을 최소화할 수 있는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임을 제공하는 것이다.

본 발명은 방열을 위한 방열패드부와, 상기 방열패드부에 안착되는 칩과 전기적으로 연결되기 위한 와이어 연결부와, 상기 와이어 연결부에서 연장되고 외부와 전기적으로 연결하기 위한 패키지 단자부를 포함하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법에 있어서, 상기 리드 프레임에 고출력 발광다이오드 패키지 단위 모듈이 규칙적으로 배열되도록 절단하는 트리밍단계와, 상기 방열패드 부와 패키지 단자부를 제외한 상기 와이어 연결부가 형성되도록 리드 프레임의 일측면으로 돌출시키는 포밍단계를 포함하여 구성되고, 상기 포밍단계는, 상기 돌출되는 부분에 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부를 적어도 한군데 형성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 위와 같은 방법으로 제조된 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 발광다이오드 칩이 부착되는 방열패드부와 외부의 전극과 전원공급을 위해 연결되는 패키지 단자부의 높이 차이가 발생되는 것을 사전에 방지하여 효과적으로 상기 발광다이오드 칩에서 발생하는 열을 방열시키게 된다.

또한, 리프 프레임에 사출되는 본체를 더욱 견고하게 결합시켜 리드 프레임의 이탈 등의 제품의 불량을 크게 감소시키는 효과가 있다.

또한, 리드 프레임의 스템핑 공정시 사출물 지지부를 포밍하여 사출이 후 별도의 패키지 단자부의 굴절공정이 필요 없어지게 되어 공정을 단순화하고, 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법 및 리드 프레임을 상세히 설명한다. 상기 도면의 구성 요소 들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지 모듈의 개략적인 구성도이고, 도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도이며, 도 2b는 도 1의 저면도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임은, 방열을 위한 방열패드부(32)와, 상기 방열패드부(32)에 안착되는 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되기 위한 와이어 연결부(34)와, 상기 와이어 연결부(34)에서 연장되고 외부와 전기적으로 연결하기 위한 패키지 단자부(36)를 포함하여 구성된다.

특히 본 발명은 상기 와이어 연결부(34)와 패키지 단자부(36)를 연결하는 부분의 일정 부분이 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부(38)를 적어도 한군데 형성한다.

한편, 본 발명은 상기 리드 프레임에 고출력 발광다이오드 패키지 단위 모듈이 규칙적으로 배열되도록 절단하는 트리밍단계와, 상기 방열패드부(32)와 패키지 단자부(36)를 제외한 상기 와이어 연결부가 형성되도록 리드 프레임의 일측면으로 돌출시키는 포밍단계를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 돌출되는 부분에 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부(38)를 적어도 한군데 형성하는 것이 바람직하다.

상기 방열패드부(32)는, 도시되지 않은 발광다이오드 칩을 패이스트 등을 이용하여 부착하는 부분으로, 상기 발광다이오드 칩에서 발생하는 열을 리드 프레임을 통해 방열시키는 구조이다. 즉, 상기 발광다이오드 칩을 리드 프레임을 통해 전도받아 PCB기판을 통해 방열하는 구조이다.

상기 와이어 연결부(34)는, 상기 방열패드부(32)에 부착된 발광다이오드 칩과 와이어를 이용하여 전기적으로 연결하여 동작전원을 공급하도록 한다.

상기 패키지 단자부(36)는 PCB기판에 실장된 후 전원을 공급받는 단자로 역할하며, 2단자 이상으로 구성된다.

상기 사출물 지지부(38)는, 상기 와이어 연결부(34)와 패키지 단자부(36) 사이에 일정한 기울기로 기울여져 형성된다. 즉, 사출 형성되는 본체(10)와 상기 패키지 단자부(36) 등의 리드 프레임과 접촉 면적을 확장하고, 굴곡된 부분을 형성하여 더욱 견고하게 결합하게 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 고출력 발광다이오드 패키지용 리드프레임은, 리드 프레임 스템핑(Lead frame Stamping) 시 도 4a에 도시된 바와 같이 일정한 패턴을 형성하도록 스템핑을 한다.

그 후 상기 와이어 연결부(34)가 형성되도록 포밍(Forming)한다. 이때 포밍은 상기 와이어 연결부(34)를 형성하는 것으로, 상기 방열패드부(32)와 패키지 단 자부(36)는 항상 동일 평면상에 형성된다. 따라서, 상기 방열패드부(32)와 패키지 단자부(36)의 뒤틀림 등의 원인으로 기판에 대한 높이 차이가 형성되지 않기 때문에 상기 방열패드부(32)는 항상 PCB기판과 밀접하게 접촉하게 된다.

그 후 상기 발광다이오드 칩 안착과 와이어 본딩 및 본체(10)를 형성하는 사출 등의 과정을 수행한 후 도 3a 내지 도 3c와 같은 발광다이오드 패키지를 생산하게 된다. 여기서 상기 도면에는 발광다이오드 칩과 와이어 등의 도시는 생략되었다.

한편, 상기와 같이 포밍된 리드 프레임은 패키지 단자부(36)가 PCB기판과 밀접하게 접촉되기 때문에 종래와 같이 굴곡의 공정이 필요하지 않게 된다. 즉, 도 도 5d에 도시된 바와 같이 패키지 단자부(26)를 본체(10)의 저면을 향하도로 하는 굴곡공정이 필요하지 않게 된다.

따라서, 위 굴곡공정을 생략하여 생산성을 향상시키면서 방열패드부(32)와 패키지 단자부(36)의 PCB기판에 대한 높이의 차이를 제거하여 제품의 신뢰성을 크게 향상시키게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지 모듈의 개략적인 구성도,

도 2a는 도 1의 A-A선의 단면구성도,

도 2b는 도 1의 저면도,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시 예에 의한 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임,

도 5a 내지 도 5d는 종래의 일반적인 고출력 발광다이오드 패키지.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 본체 22, 32: 방열패드부

24, 34: 와이어 연결부 26, 36: 패키지 단자부

38: 사출물 지지부

Claims (2)

1. 방열을 위한 방열패드부와, 상기 방열패드부에 안착되는 칩과 전기적으로 연결되기 위한 와이어 연결부와, 상기 와이어 연결부에서 연장되고 외부와 전기적으로 연결하기 위한 패키지 단자부를 포함하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법에 있어서,

   상기 리드 프레임에 고출력 발광다이오드 패키지 단위 모듈이 규칙적으로 배열되도록 절단하는 트리밍단계와,

   상기 방열패드부와 패키지 단자부를 제외한 상기 와이어 연결부가 형성되도록 리드 프레임의 일측면으로 돌출시키는 포밍단계를 포함하여 구성되고,

   상기 포밍단계는, 상기 돌출되는 부분에 일정한 기울기로 기울어져 사출물과 결합력을 증대시키기 위한 사출물 지지부를 적어도 한군데 형성하는 것을 특징으로 하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임의 제조방법.
2. 제 1항의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 고출력 발광다이오드 패키지용 리드 프레임.

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