WO2009136716A2 - 프레스 단조 방식의 발광다이오드 금속제 하우징 및 금속제 하우징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명에 다른 프레스 단조방식으로 제조된 발광다이오드 금속제 하우징 및 금속제 하우징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키지는, 하나 이상의 발광다이오드 (LED:LIGHT EMITTING DIODE)칩이 상면 중앙부에 형성된 칩장착부에 장착되는 하우징바디와 상기 하우징바디의 상면에서 칩장착부의 외측에 형성되는 반사돌부를 일체로 형성하되, 상기일체로 형성되는 하우징바디를 반사돌부를 금속재질로 형성하여서 된 것이다. 본 발명은, 하나 이상의 발광다이오드 (LED:LIGHT EMITTING DIODE)칩이 장착되는 하우징바디와 반사돌부를 금속제로 형성함으로써 발광다이오드 하우징은 체적 (크기)을 균일하게 하여 규격화할 수 있고, 발광다이오드 하우징을 규격화함으로써 발광다이오드 칩을 자삽 (자동 장착)하고 발광다이오드 칩과 단자간에 전극선을 자동으로 연결할 수가 있으며 외부단자를 자동으로 장착할 수 있으며 수지 (캐스팅 수지 혹은 실리콘)를 도포하는 일련의 공정 자동화 가동률을 높일 수 있으며, 따라서 생산성을 높일 수 있어서 원가를 절감할 수 있고 하우징과 반사돌부를 금속제로 형성함으로써 반사면의 조도를 높여 광소자패키지의 휘도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 금속재료로 되어 있어서 휘도저하가 발생하지 않으며 발광다이오드에서 발생하는 빛을 효율적으로 활용할 수 있다.

Description

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【명세서】

【발명의명칭】

프레스 단조 방식의 발광다이오드 금속제 하우징 및 금속제 하우징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키지

【기술분야】

<ι> 본 발명은 발광다이오드 (LED:LIGHT EMITTING DIODE)를 장착하여 발광다이오 드패키지를 제조하기 위한 하우징을 금속재질로 성형한 프레스 단조 방식으로 제조 한 발광다이오드 금속제하우징 및 금속제 하우징을 이용한 발광다이오드 금속제 패 키지에 관한 것이다.

<2> 이를 좀더 상세히 설명하면， 하나 이상의 발광다이오드 (LED: LIGHT EMITTING

DIODE)칩이 상면 중앙부에 형성된 칩장착부에 장착되는 하우징바디와 상기 하우징 바디의 상면에서 칩장착부의 외측에 형성되는 반사돌부를 일체로 형성하되， 상기 일체로 형성되는 하우징바디와 반사돌부를 금속재질로 형성하여서 된 발광다이오드 금속제 하우징을 제공하고 이 금속제 하우징을 이용하여 형성된 프레스 단조방식 의 발광다이오드 금속제 패키지를 제공하려는 것이다.

<3>

【배경기술】

<4> 익히 알려진 바와 같이， 발광다이오드 (LED: LIGHT EMITTING DIODE)는 화합물 반도체 (예: GaP, GaAs,GaN)의 PN접합에 전류 (순방향 전류)가 흐를 때 빛이 발생하 는 현상을 이용한 소자로서， 열로 방출되는 량이 작아서 니크롬전구에 비해 빛 전 환 효율이 좋고 수명도 길어지는 여러 장점이 있어 조명장치를 비롯하여 전광판과 LCD(LIQUID CRYSTAL DIODE)용 백라이트 (BACK LIGHT) 등으로 다양하게 사용되고 있 다.

<5> 상기와 같은 발광다이오드 칩이 설치된 발광다이오드패키지를 제조하기 위한 종래의 발광다이오드 하우징은, 국내의 공개특허 공개번호 제 10-2001-89757호， 특 허등록 제 10-505508호， 특허등록 제 10-631903호, 특허등록 제 10— 665117호， 특허둥 록 제 10-795178호 등에 개시되어 있다.

<6> 공개특허 등록특허에 개시된 종래의 발광다이오드 하우징은, 칩장착부와 하 우징바디 (본체)를 일체로 형성되거나 또는 첩장착부를 별도로 성형하여 첩장착부를 하우징본체에 결합시키도록 되어 있디-ᅳ

<7> 상기의- 같은 종래의 발광다이오드 하우징은 회로가 형성된 메탈과 수지를 흔 2 02347

합하여 성형하거나 수지와 메탈 (분말)을 흔합한 재료를 사용하여 메탈사출성형공법

(Metal Injection Mold)을 이용하여 제조하였다.

<8> 종래의 수지로 성형된 발광다이오드 하우징은 발광다이오드 칩을 설치하고, 전극을 연결하는 부위만 금속으로 되어있었으몌 반사면을 포함한 그 외의 모든 부 분이 수지로 되어 있어 내열성이 낮고 특히 청색발광다이오드 칩을 사용하는 백색 엘이디패키지를 만들었을 때는 청색 칩에 포함된 낮은 파장 (460nm 이하)의 영향으 로 수지표면에 광노화현상이 일어나 반사면의 반사율이 낮아져서 패키지의 휘도가 급격히 저하되는 문제가 발생 되고， 메탈사출성형 (MIM: Metal Injection Mold)공법 으로 성형된 발광다이오드 하우징을 제조할 때에는 메탈분말과 수지분말을 포함해 서 성형를에 넣고 사출 성형한 후ᅳ 용제에 넣어 수지분말만 남게 한 후 금속분말의 결합력을 높이기 위하여 금속분말의 멜팅포인트 (융점)가 되는 온도 속 (이하， 소성 이라 한다.)을 통과시킴으로써 금속분말 입자간에 용해현상이 발생하여 메탈하우징 의 결합력이 높아져서 일체의 메탈하우징이 된다.

<9> 따라서 메탈사출성형 공법은 소성시 연속로를 사용하게 되는데 이때 결합력 이 약한 하우징이 받는 온도가 미세하게나마 차이가 있어서 소성 후의 하우징의 규 격이 동일하지가 않게되어 리드프레임화 할 때에 자동화가 어렵고， 리드프레임화 하여 발광다이오드패키지를 만들 때도 자동화를 어렵게 하게 된다.

<10> 특히， 메탈사출성형 공법을 이용하여 성형되는 종래의 발광다이오드 하우징 의 반사면은 메탈입자의 결합으로 형성되었기 때문에 요철이 심해 발광다이오드에 서 발생하는 빛을 완전하게 순 반사시키지 못하고 역 흑은 난 반사율이 높아 휘도 가 현저하게 떨어지는 문제가 있었다.

<11>

【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】

<12> 본 발명은 프레스 단조 방식의 발광다이오드 금속제 하우징 및 금속제 하우 징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키지를 제공하려는 것이다.

<13> 본 발명은， 하나 이상의 발광다이오드 (LED: LIGHT EMITTING DIODE)칩이 상면 중앙부에 형성된 칩장착부에 장착되는 하우징바디와 상기 하우징바디의 상면에서 침장착부의 외측에 형성되는 반사돌부를 일체로 형성히 -되， 상기 일체로 형성되는 하우징바디와 반사돌부를 금속재질로 형성하여서 된 발광다이오드 금속제 하우징을 제공하고， 이 금속제 하우징을 이용하여 형성된 프레스 단조 방식의 발광다이오드 2009/002347

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금속제 패키지를 제공하려는데 그 목적이 있다.

<14> 본 발명의 다른 목적은, 하나 이상의 발광다이오드 (LED: LIGHT EMITTING

DIODE)칩이 장착되는 하우징바디와 반사돌부를 금속제로 형성함으로써 발광다이오 드 하우징은 체적 (크기)을 균일하게 하여 규격화할 수 있고， 발광다이오드 하우징 을 규격화함으로써 발광다이오드 칩을 자삽 (자동 장착)하고 전극 선을 연결하고 리 드프레임을 장착하며 수지 (캐스팅 수지 혹은 실리콘)를 도포하는 일련의 공정 자동 화 가동률올 높일 수 있으며， 따라서 대량생산이 용이하여 제조원가도 절감할 (낮 출) 수 있도록 된 프레스 단조 방식의 발광다이오드 금속제 하우징 및 금속제 하우 징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키지를 제공하려는데 있다.

<15> 본 발명의 또 다른 목적은， 하우징바디와 반사돌부를 금속제로 프레스 단조 방식으로 형성함으로써 역반사 혹은 난반사가 없어서 반사면의 휘도를 향상시킬 수 있고， 반사면이 금속제이기 때문에 하우징에 의한 휘도저하가 없으며, 따라서 발광 다이오드에서 발생하는 빛올 효율적으로 활용할 수 있도록 된 프레스 단조방식의 발광다이오드 금속제 하우징 및 금속제 하우징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키 지를 제공하려는데 있다.

<16>

【기술적 해결방법】

<17> 본 발명의 상기 및 기타 목적은，

<18> 하나 이상의 발광다이오드칩 (2)이 상면 중앙부에 장착되는 발광다이오드하우 징에 있어서;

<1 > 발광다이오드하우징이 칩장착부 (11)와 반사면이 일체의 금속재료로 이루어 지고， 일체의 금속제는 프레스단조방식으로 성형 되어 제조된 것;을 특징으로 하는 프레스 단조형 발광다이오드금속제하우징 (1)에 의해 달성된다.

<20>

【유리한 효과】

<21> 본 발명에 따른 프레스 단조형 발광다이오드 금속제 하우징은，

<22> 하나 이상의 발광다이오드 (LED:LIGHT EMITTING DIODE)칩이 상면 중앙부에 형 성된 칩장착부에 장착되는 하우징바디와 상기 하우징바디의 상면에서 ¾장착부의 외측에 형성되는 반사돌부를 일체로 형성하되, 상기 일체로 형성되는 하우징바디와 반사돌부를 금속재질로 형성하여서 된 것으로서.

<23> 히-나 이상의 발광다이오드 (LED: LIGHT EMITTING [)100£)¾이 장착되는 하우징 T/KR2009/002347

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바디와 반사돌부를 금속제로 프레스 단조방식으로 형성함으로써 발광다이오드 하우 징은 체적 (크기 )을 균일하게 하여 규격화할 수 있고, 발광다이오드 하우징을 규격 화함으로써 발광다이오드 칩을 자삽 (자동장착)하고 전극 선을 연결하고 리드프레임 을 장착하며 수지 (캐스팅 수지 흑은 실리콘)를 도포하는 일련의 공정 자동화 가동 를을 높일 수 있으며， 따라서 대량생산이 용이하고 제조원가도 절감할 (낮출) 수 있 게 된다.

<24> 또 본 발명은 하우징바디와 반사돌부를 금속제로 프레스 단조방식으로 형성 함으로써 반사면이 매끄러워 반사율을 높여 엘이디패키지의 휘도를 향상시킬 수 있 고, 따라서 발광다이오드에서 발생하는 빛을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

<25>

【도면의 간단한 설명】

<26> 도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 금속제 하우징을 보인 사시도.

<27> 도 2 내지 도 24는 도 1에 예시된 본 발명에 따른 발광다이오드 금속제 하우 징의 평면도와 저면도 및 정면도.

<28> 도 5은 본 발명에 따른 발광다이오드 금속제 하우징에 발광다이오드를 설치 한 4극 발광다이오드 금속제 패키지를 보인 사시도.

<29> 도 6 내지 도 9는 도 5에 예시된 본 발명에 따른 발광다이오드 금속제 패키 지의 평면도와 저면도 및 정면도와 측면도ᅳ

<30>

<31> * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

<32> 1. 발광다이오드금속제하우징

<33> 2. 2극용 발광다이오드용 하우징 3： 4개의 외부단자가 설치된 페키 <34> 10： 하우징바디 11： 칩 장착부

<35> 12-1. 12-2： 2극내부단자 13-1. 13-2： 외부단자설치홈

<36> 14-1. 14-2: 4극내부단자 15-1. 15-2： 외부단자

<37> 20： 반사돌부 21： 환상반사면

<38> 25： 캐스팅수지

<39>

【발명의 실시를 위한 최선의 형태】

<40> 본 발명의 상기 및 기티- 목적괴- 특징은 첨부된 도면에 의거한 다음의

설명애 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이디-. <4i> 첨부된 도면 도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 프레스 단조형 발광다이오드 금속제하우징 a)과， 프레스 단조형 발광다이오드금속제하우징 α)을 이용한 발광다 이오드금속제패키지 (1ᅳ 1)를 보인 것이다.

<42> 도 1내지 도 4는 본 발명에 따른 프레스 단조형 발광다이오드금속제하우징

(1)을 보인 사시도와 평면도 및 저면도 그리고 정면도이고， 도 3 내지 도 4d는 본 발명에 따른 발광다이오드금속제하우징 (1)을 이용하여 제조되는 발광다이오드금속 제패키지 (1-1)를 보인 사시도와 평면도 및 저면도 그리고 정면도와 측면도이다.

<43> 본 발명에 따른 프레스 단조형 발광다이오드금속제하우징 (1)은 다음과 같이 형성하였다.

<44> 예시된 바와 같이 사각판형 (정사각판형 )으로 형성되거나 또는 원판형 (구체적 으로 도시하지 아니함)으로 형성되는 하우징바디 (10)은 표면적을 넓혀 방열효율을 높이기 위하여 외면 (측면)을 만곡요철면 (1으 1)으로 형성하거나 각형요철면 (10_2)으 로 형성하여 강도를 강화시킬 수 있도록 하였다.

<45> 상기 하우징바디 (10)의 상면 중앙에는 발광다이오드칩 (2)을 장착 (설치 )할 수 있도록 칩장착부 (11)를 형성하면 백색의 발광다이오드페키지를 제조할 때 케스팅 수지 (혹은 실리콘)와 흔합하는 형광체를 절약할 수 있으나 굳이 칩장착부를 설치하 지 않아도 된다. ， 칩장착부 (11)의 양측에는 상하로 개방되는 하나 이상의 내부 단 자공 (12-1)(12ᅳ 2)을 각각 뚫어 주었으며 , 하우징바디 (10)의 밑면에는 배선공 (12- 1)(12ᅳ 2)에서 외측으로 연통되도록 단자설치홈 (13-1X13-2)를 하나 이상 각각 형성 하였다.

<46> 상기 하우징바디 (10)의 상면에서 칩장착부 (11)의 외측에는 내주면이 환상반 사면 (21)으로 되는 반사돌부 (20)를 일체로 형성하였다.

<47> 상기와 같이 하우징바디 (10)의 상면에 반사돌부 (20)가 일체로 형성된 발광다 이오드금속제하우징 (1)은 금속제로 형성하였는데， 본 발명의 발광다이오드용금속제 하우징 (1)은, 금속을 다단의 성형를을 이용하여 여러 단계의 연속공정을 거쳐서 성 형시켜 제조하며 성형를에 넣어 제작하므로 정밀도가 높고， 대량으로 생산할 수 있 다.

<48> 상기 프레스 단조방법은 기히 공지된 기술적 사상이므로 단조성형원리 (방법 ) 에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

<49> 상기와 같이 금속제로 형성 (성형 )된 발광다이오드금속재하우징 (1)을 사용하 여 도 5 내지 도 9에 예시된 비-와 같이 발광다이오드금속제패키지 (1-1)를 제조한 다.

<50> 발광다이오드금속제하우징 (1)을 형성하는 하우징바디 (10)의 칩장착부 (11)에 는 통상적으로 하나 이상의 발광다이오드칩 (2)을 장착하고， 각 발광다이오드칩 (2) 의 전극리드선은 절연수단에 의해 하우징바디 (10)와 접촉되지 않도록 설치된 배선 공 (12-1X12-2)의 중심에 외부단자로부터 일체로 연결된 내부단자 (14-1X14-2)가 위치하도록 하고 하우징바디 (10)의 밑면에서 내부단자 (14-1X14-2)의 하단의 단자 설치홈 (13-1X13-2)에는 끼워지는 외부단자 (15-1)(15ᅳ2)를 일체로 고정시켜 준다.

<5i> 상기와 같이 하우징바디 (10)의 칩장착부 (11)에 하나 이상의 발광다이오드칩

(2)을 장착하고 전극 선을 연결한 다음 전극 선을 포함한 발광다이오드칩 (2)의 상 측에는 캐스팅수지 (25)를 도포 (Dispensing)하여 반사돌부 (20)의 내부에 충진시켜 줌으로서 발광다이오드금속제패키지 (1-1)의 제조를 완료하게 된다.

<52> 특히 , 프레스 단조방법에 의해 성형되는 본 발명에 따른 발광다이오드금속제 하우징 (1)은, 일체로 성형되는 하우징바디 (10)와 반사돌부 (20)가 종래의 금속사출 성형공법 (MIM)과 같이 불규칙적으로 수축되는 현상이 발생하지 않고 매우 (극히 양 호한) 정밀하게 성형되어 일정한 규격을 유지하게 된다.

<53> 이와 같이 프레스 단조방법에 의해 성형되는 발광다이오드금속제하우징 (1)은 정밀하게 규격화할 수 있으므로 발광다이오드를 자삽 (자동 장착)하고 전극 선을 연 결하고 리드프레임을 장착하며 수지 (캐스팅 수지 )를 도포하는 일련 공정 자동화 가 동를이 높아 발광다이오드금속제패키지 (1ᅳ 1)도 대량으로 생산할 수 있고 제조원가 도 절감할 (낮출) 수 있게 된다.

<54>

<55> 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예에 대하여만 설명 및 도시되었지만, 보 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어 명백 한 것이며， 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

<56>

【산업상 이용 가능성】

<57> 하나 이상의 발광다이오드 (LED:LIGHT EMITTING DIODE)칩이 상면 중앙부에 형 성된 칩장착부에 장착되는 하우징바디와 상기 하우징바디의 상면에서 칩장착부의 외측에 형성되는 반사돌부를 일체로 형성하되， 상기 일체로 형성되는 하우징바디와 반사돌부를 금속재질로 형성하여서 된 발광다이오드 금속제 하우징을 제공하고， 이 금속제 하우징을 이용하여 형성된 프레스 단조방식의 발광다이오드 금속제 패키지 ^

를 생산， 제공한다.

Claims

【청구의 범위】

【청구항 1】

하나 이상의 발광다이오드칩 (2)이 상면 중앙부에 장착되는 발광다이오드하우 징에 있어서;

발광다이오드하우징이 칩장착부 (11)와 반사면이 일체의 금속재료로 이루어 지고, 일체의 금속제는 프레스단조방식으로 성형 되어 제조된 것;을 특징으로 하는 프레스 단조형 발광다이오드 금속제 하우징 .

【청구항 2]

발광다이오드하우징의 상면에 형성된 반사돌부 (20)의 중앙부에 하나 이상의 발광다이오드칩 (2)을 장착하고, 발광다이오드칩 (2)과 연결되는 외부단자 (15-1K15- 2)를 발광다이오드하우징의 양측으로 돌출시켜 형성하며, 반사돌부 (20)의 내측에 캐스팅재료 (25)를 층진한 것에 있어서;

상기 발광다이오드하우징이 금속제로 형성된 발광다이오드금속제하우징 (1)에 의 반사돌부 (20)의 중앙부에 하나 이상의 발광다이오드칩 (2)을 장착하고， 반사돌부 (20)의 내측에 캐스팅재료 (25)를 층진한 것;을 특징으로 하는 프레스 단조형 발광 다이오드 금속제 하우징을 이용한 발광다이오드 금속제 패키지.

【청구항 3】

청구항 1에 있어서 , 발광다이오드칩 (2)이 장착되는 하우징바디 (10)은;

상면 중앙에는 발광다이오드칩 (2)을 장착할 수 있도록 칩장착부 (11)를 형성 한 것과;

칩장착부 (11)의 양측에는 상하로 개방되는 하나 이상의 배선공 (12-1K12-2) 을 각각 뚫어 준 것과;

하우징바디 (10)의 밑면에는 배선공 (12— 1X12-2)에서 외측으로 연통되도록 외 부 단자설치홈 (13-1X13-2)을 하나 이상 각각 형성한 것;을 특징으로 하는 프레스 단조형 발광다이오드 금속제 하우징 .

【청구항 4]

청구항 1에 있어서 , 발광다이오드칩 (2)이 장착되는 하우징바디 (10)은;

측면에 만곡요철면 (10-1) 또는 각형요철면 (10-2)을 형성한 것;을 특징으로 하는 프레스 단조형 발광다이오드 금속제 하우징.