KR20120001189A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 상향 굴곡된 굴곡부가 구비된 한 쌍의 리드 프레임; 상기 리드 프레임의 일부를 내부에 수용하고, 내부에 수용된 상기 리드 프레임의 상면 일부를 노출시키는 캐비티를 구비하는 패키지 몰드; 상기 캐비티에 노출된 상기 리드 프레임 상에 실장된 LED 칩; 및 상기 LED 칩을 덮도록 상기 캐비티에 충진된 몰딩재;를 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제공한다.

Description

발광 다이오드 패키지{Light emitting diode package}
본 발명은 발광 다이오 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상측으로 굴곡된 굴곡부가 구비된 리드 프레임을 구비하는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
최근 GaAs, GaN, AlGaInP 등의 화합물 반도체 재료를 사용하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 소자가 개발되어 다양한 색의 발광원을 구현할 수 있게 되었다. LED 제품의 특성을 결정하는 요소로는 색, 휘도 및 광변환 효율 등이 있다. 이러한 LED 제품의 특성은 1차적으로는 LED 소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료와 그 구조에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 LED 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다.
사용자 요구에 따른 발광 효과를 얻기 위해서는 LED 칩의 재료 또는 구조 등의 1차적인 요소 이외에도, LED 패키지의 구조 등도 개선할 필요가 있다. 특히, LED 패키지의 사용 범위가 실내외 조명 장치, 자동차 헤드 라이트, LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트 유닛(back light unit) 등 다양한 분야로 확대됨에 따라 높은 열방출 특성이 필요하게 되었다.
LED 칩에서 발생되는 열이 LED 패키지에서 효과적으로 방출되지 못하면, LED 칩의 온도가 높아져서 LED 칩의 특성이 열화되고, 수명이 줄어들게 된다.
LED 패키지는 방열 특성과 함께 방습 특성 또한 요구되고 있다. 즉 LED 패키지의 내부, 특히 LED 칩 주변으로 침투한 수분은 LED 패키지의 성능 및 수명을 떨어뜨리는 원인이 된다.
이에 따라 최근에는 방열 및 방습 성능을 향상시켜 성능 및 수명을 연장시킬 수 있도록 한 발광 다이오드 패키지에 관한 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 리드 프레임에 굴곡부를 형성하고, 상기 리드 프레임의 굴곡부 이외의 저면이 패키지 몰드의 저면을 통해 외부로 노출되도록 함으로써, 방열 및 방습 능력이 우수한 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는, 상향 굴곡된 굴곡부가 구비된 한 쌍의 리드 프레임; 상기 리드 프레임의 일부를 내부에 수용하고, 내부에 수용된 상기 리드 프레임의 상면 일부를 노출시키는 캐비티를 구비하는 패키지 몰드; 상기 캐비티에 노출된 상기 리드 프레임 상에 실장된 LED 칩; 및 상기 LED 칩을 덮도록 상기 캐비티에 충진된 몰딩재;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리드 프레임은, 상기 굴곡부를 제외한 나머지 저면이 상기 패키지 몰드의 저면을 통해 외부에 노출될 수 있다.
또한, 상기 굴곡부는 상기 리드 프레임이 프레스 가공되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 굴곡부는 상기 패키지 몰드에 의해 덮여질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지에 의하면, 리드 프레임의 일부분에 상측으로 굴곡된 굴곡부를 형성하고, 상기 리드 프레임의 굴곡부 이외의 저면이 패키지 몰드의 저면을 통해 외부로 노출되도록 함으로써, 발광 다이오드 패키지의 열방출 능력을 향상시키고, 패키지 내부로 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 발광 다이오드 패키지의 수명을 연장시키고 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 리드 프레임을 나타낸 사시도.
이하, 본 발명의 실시예들은 발광 다이오드 패키지의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 리드 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 상향 굴곡된 굴곡부(111)가 구비된 한 쌍의 리드 프레임(110)과, 상기 리드 프레임(110)의 일부를 내부에 수용하고, 내부에 수용된 상기 리드 프레임(110)의 상면 일부를 노출시키는 캐비티(121)를 구비하는 패키지 몰드(120), 및 상기 패키지 몰드(120)의 상기 캐비티(121)에 노출된 상기 리드 프레임(110) 상에 실장된 LED 칩(130)을 포함한다.
상기 한 쌍의 리드 프레임(110)은 서로 이격된 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)에는 각각 반대 극의 전류가 인가될 수 있다.
상기 리드 프레임(110)은 열전도도가 우수한 금속 재질, 예컨대 Cu 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 리드 프레임(110)의 표면에는 은(Ag) 도금층이 형성되어 LED 칩(130)으로부터 발생하는 빛의 반사율을 높일 수 있다.
상기 리드 프레임(110)은 상기 패키지 몰드(120)에 그 일부가 수용되고, 다른 일부는 패키지 몰드(120) 외부로 돌출되어 있다.
상기 LED 칩(130)은, 상기 한 쌍의 리드 프레임(110)을 구성하는 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b) 중 어느 하나의 리드 프레임인 제1 리드 프레임(110a) 상에 실장되어 있을 수 있다.
여기서, 상기 LED 칩(130)에는 통상적인 방식의 LED 칩이 적용되며, GaN 계열 등의 LED 칩이 사용될 수 있다.
상기 LED 칩(130)과 상기 리드 프레임(110)은 본딩 와이어(도시안됨)에 의해 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 상기 본딩 와이어는 금(Au) 재질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패키지 몰드(120)는, 중앙에 상기 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)의 상면 일부를 노출시키는 캐비티(121)를 구비하고 있다.
상기 패키지 몰드(120)의 상기 캐비티(121)에는, 상기 LED 칩(130) 및 와이어를 덮도록 몰딩재(140)가 충진되어 있다.
이와 같이 패키지 몰드(120) 내부에 충진된 상기 몰딩재(140)는 LED 칩(130) 및 와이어를 보호할 수 있다.
상기 몰딩재(140)는 빛의 투광성이 우수한 투광성 수지, 예컨대 실리콘 수지 또는 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 몰딩재(140)에는 LED 칩(130)에서 발생된 광을 백색광으로 변환킬 수 있는 형광체가 포함되어 있을 수 있다.
상기 패키지 몰드(120)는 사출이 용이한 폴리머(polymer)계 수지 등을 이용하여 형성될 수 있으며, 이러한 폴리머계 수지로는 예를 들어, PPA(Polyphthal amide) 또는 LCP(Liquid Crystal Polymer) 등과 같이 고온에서 열변형성이 우수한 재질이 이용될 수 있다. 물론, 이와 같은 재질에 한정되는 것은 아니며 다양한 수지재가 소재로 이용될 수 있다.
상기 패키지 몰드(120)의 상부면에는, 상기 LED 칩(130)에서 발광된 빛을 외부로 넓은 지향각으로 추출해주는 렌즈(도시안됨)가 결합될 수 있다.
상기 렌즈는 광 방출방향으로 다양한 형상, 예컨대 반구형으로 볼록한 구조 등으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에 있어서, 상기 한 쌍의 리드 프레임(110)의 일부분에는, 상기한 바와 같이 상향 굴곡된 굴곡부(111)가 구비되어 있다.
상기 굴곡부(111)는, 평판 형태의 리드 프레임(110)의 일부분이 상측으로 프레스 가공되어 형성된 것일 수 있다.
상기 굴곡부(111)가 구비된 리드 프레임(110)은, 상기 굴곡부(111)를 제외한 나머지 저면이 상기 패키지 몰드(120)의 저면을 통해 외부에 노출되어 있다.
그리고 상기 굴곡부(111)는 패키지 몰드(120)에 의해 덮여져 있다. 즉, 상기 굴곡부(111)는 상기 패키지 몰드(120)의 캐비티(121) 외측에 배치되어 패키지 몰드(120)에 의해 감싸여져 있다.
상기 굴곡부(111)의 상하면이 패키지 몰드(120)에 의해 덮여져 있으므로, 패키지 몰드(120)로부터 리드 프레임(110)이 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 상기 리드 프레임(110)은, 상면에 실장된 LED 칩(130)에 전원을 인가하는 전원선 역할 뿐만 아니라, 그 저면이 패키지 몰드(120) 외부로 노출되어 LED 칩(130) 작동시 발생되는 열을 외부로 방출시키는 히트 싱크의 역할도 수행할 수 있다.
이때 도 1에서 화살표로 도시한 것은 LED 칩(130)으로부터 발생된 열이 외부로 빠져나가는 것을 나타낸 것이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 방열 능력 확보를 위한 별도의 히트 싱크 장착 없이도 패키지의 방열 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 잇다.
상술한 바와 같은 발광 다이오드 패키지는 다음과 같은 순서로 제조될 수 있다.
먼저 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)을 배치한 다음, 수지물을 이용한 금형 방식 등으로 상기 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)을 지지하는 패키지 몰드(120)를 형성한다. 상기 패키지 몰드(120)는 상기 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)의 일부를 내부에 수용하고, 중앙에 상기 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)의 상면 일부를 노출시키는 캐비티(121)를 구비하도록 형성할 수 있다.
그런 다음, 상기 캐비티(121)에 노출된 제1 리드 프레임(110a) 상에 LED 칩(130)을 실장하고 와이어 본딩 공정을 수행한다.
그 다음에, 상기 캐비티(121)에 몰딩재(140)를 충진하여 LED 칩(130) 및 본딩 와이어를 보호한 후, 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)의 양끝단을 적절히 절단한다.
이때, 상기 제1 및 제2 리드 프레임(110a,110b)의 절단 시 이들의 양끝단에 가해지는 하중에 의해 리드 프레임(110)과 패키지 몰드(120) 간의 계면이 분리될 수가 있다.
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 상기 리드 프레임(110)의 일부분에 상기 패키지 몰드(120)에 의해 덮여진 굴곡부(111)가 구비되어 있기 때문에, 상기 리드 프레임(110)의 절단 시 이들의 양끝단에 가해지는 하중이 상기 굴곡부(111)에 의해 분산되면서 리드 프레임(110)의 움직임을 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면 리드 프레임(110)의 절단시 리드 프레임(110)과 패키지 몰드(120) 간의 계면이 분리되어 틈이 생기는 것을 방지하여, LED 패키지 내부로 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 패키지 몰드(120)의 외측면으로부터 상기 패키지 몰드(120)와 리드 프레임(110) 간의 경계면을 통해 습기가 침투된다 하더라도, 침투된 습기는 상기 패키지 몰드(120)에 감싸여진 리드 프레임(110)의 굴곡부(111)에 가로막혀 LED 칩(130) 주변으로 더이상 침투될 수가 없다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 패키지의 방열 및 방습 성능을 향상시켜 패키지의 성능을 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있으며, 고출력을 요구하는 제품에 적용 가능한 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
110a: 제1 리드 프레임
110b: 제2 리드 프레임
110: 리드 프레임
120: 패키지 몰드
121: 캐비티
130: LED 칩
140: 몰딩재

Claims (4)

  1. 상향 굴곡된 굴곡부가 구비된 한 쌍의 리드 프레임;
    상기 리드 프레임의 일부를 내부에 수용하고, 내부에 수용된 상기 리드 프레임의 상면 일부를 노출시키는 캐비티를 구비하는 패키지 몰드;
    상기 캐비티에 노출된 상기 리드 프레임 상에 실장된 LED 칩; 및
    상기 LED 칩을 덮도록 상기 캐비티에 충진된 몰딩재;
    를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 프레임은, 상기 굴곡부를 제외한 나머지 저면이 상기 패키지 몰드의 저면을 통해 외부에 노출된 발광 다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 리드 프레임이 프레스 가공되어 형성된 발광 다이오드 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 패키지 몰드에 의해 덮여진 발광 다이오드 패키지.
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