KR100678848B1

KR100678848B1 - 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100678848B1
Application number: KR1020040079909A
Authority: KR
Inventors: 김도형; 이정훈
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2007-02-06
Anticipated expiration: 2024-10-07
Also published as: KR20060031030A

Abstract

힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법이 개시된다. 이 발광 다이오드 패키지는 개구부 및 상기 개구부에 의해 노출된 관통홀을 갖는 패키지하우징을 포함한다. 한편, 리드프레임이 상기 패키지 하우징의 개구부 내에 그 내측부가 노출되고, 내측부에서 연장되어 상기 패키지하우징의 외부로 그 외측부가 돌출되어 위치한다. 또한, 힛트 싱크가 상기 패키지하우징의 하부에 결합되어 위치한다. 이 힛트 싱크의 일부는 패키지하우징의 개구부에 의해 노출된다. 따라서, 힛트 싱크 상에 발광다이오드 칩을 탑재하여, 발광다이오드 칩에서 생성되는 열의 방열 효율을 향상시킬 수있다.

패키지하우징, 리드프레임, 힛트 싱크, 걸림턱

Description

힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법{LIGHT-EMITTING DIODE PACKAGE WITH A HEAT SINK AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1a는 발광다이오드 패키지를 대량 생산하기 위한 종래의 LED 리드패널을 도시한 평면도 및 단면도;

도 1b는 발광다이오드 패키지를 대량 생산하기 위한 종래의 LED 리드패널에 몰딩재가 몰딩된 상태를 도시한 평면도 및 단면도;

도 2는 종래의 발광다이오드 패키지를 도시한 사시도 및 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 양산하기 위한 LED 리드패널을 도시한 평면도 및 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지를 도시한 분리사시도;

도 5는 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지가 LED 리드패널에 형성된 상태를 도시한 확대 도시한 평면도 및 측면도;

도 6은 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지를 도시한 상부 사시도 및 하부 사시도;

도 7은 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도;

도 8은 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지에 몰딩되는 몰딩재 및 발광렌즈를 도시한 단면도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

40: 리드프레임, 41: 연결프레임,

42: 패널지지대, 44: 중공부,

50: 제1 패키지하우징, 51: 제2 패키지하우징,

52: 리드프레임 수용홈, 53: 힛트 싱크,

54: 삽입돌출부, 55: 제2 패키지하우징의 관통홀,

56: LED 안착부, 57: 힛트 싱크 안착홈,

58: 제1 패키지하우징의 관통홀, 59: 단턱부

본 발명은 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 리드패널로부터 조립 완성되는 발광다이오드 패키지에 LED칩을 실장하면서, LED칩으로부터 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있는 힛트 싱크를 구비하여 방열효율을 향상시킬 수 있는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 LED칩은 전기 에너지를 광반사(Optical Radiation)로 변환하는 반도체 소자로서, 사용목적 또는 형태에 따라 LED칩을 선택적으로 박막패턴이 형성 된 인쇄회로기판(PCB) 또는 리드 단자의 상부면에 실장한 후, 상기 LED칩과 기판 또는 리드 단자를 전기적으로 연결하고, 그 상부에 에폭시 등을 사용하여 몰드 성형부를 형성하거나, 미리 플라스틱이나 유리로 렌즈를 만들어 조립형으로 발광다이오드 패키지를 제조할 수 있다.

상기한 발광다이오드 패키지에서 발광되는 색에 따라 칩의 구조, 성장 방법 및 재료가 달라진다는 것은 잘 알려져 있다. 또한 발광다이오드 패키지(Light Emitting Diode Package)는 일반적으로, 표시소자 및 백라이트(Back Light)로 이용되며, 최근에는 핸드폰이나 휴대용 개인정보단말기(Personal Digital Assistants; PDA) 등에 그 적용이 증대되고 있는 추세이다.

다시 말해서, 발광다이오드 패키지는 전원을 공급받으면 발광할 수 있는 LED칩을 먼지, 습기, 전기적, 기계적 부하 등의 각종 외부 환경으로부터 보호하고, 상기 LED칩의 전기적 성능을 최적화, 극대화시키기 위해 리드프레임(Lead Frame)이나 인쇄회로기판(PCB) 등을 이용해 메인보드(Main Board)로의 신호 입/출력 단자를 형성하고 봉지재를 이용하여 몰딩(Molding)한 것을 말한다.

이런한 발광다이오드 패키지는 그 메인보드에 실장하는 방법에 따라 삽입형과 표면실장형으로 분류할 수 있으며, 삽입형으로서는 SIP(Single In-Line Package) DIP(Dual In-line Package), PGA(Pin Grid Array) 등이 있고, 표면 실장형으로서는 QFP(Quad Flat Package), BGA(Ball Grid Array) 패키지, BLP(Bottom Leaded Package) 등이 있다. 최근에는 전자 제품의 소형화에 따라 LED칩 및 발광다이오드 패키지의 크기도 소형화 추세에 있으며, 또한 메인보드의 실장밀도를 높이 기 위해 삽입형 패키지보다는 표면실장형 패키지가 널리 이용되고 있는 실정이다.

상기한 표면 실장형의 발광다이오드 패키지를 양산 제조하기 위한 방법으로는, 도 1a에 도시된 LED 리드패널을 이용하는 조립방식이 적용된다. 즉, 전기 전도성 및 열전도성이 좋은 구리합금 재질의 LED 리드패널(1)은 일정 수준이상의 강도를 가지는 얇은 박판형태로 제조되며, 이렇게 제조된 LED 리드패널(1)에는 LED칩이 실장되는 칩단자(2)와, 이와 일체형으로 리드프레임(3)이 일련의 반복적인 단위체 형태로 형성되어 있다.

상기 리드프레임(3)은 그 각각이 전기적으로 단절되도록 상기 LED 리드패널(1)에 형성된 프레임 경계홀(4)에 의하여 구분되며, 일련의 반복적인 단위체의 칩단자(2) 및 리드프레임(3)은 단위 경계홀(5)에 의하여 구분되어진다. 또한, 상기 LED 리드패널(1)에는 후술하는 패키지 몰딩재의 몰딩을 위하여, 상기 리드프레임(3)이 형성되지 않은 칩단자(2)의 양측부에는 상기 패키지 몰딩재가 상하부에서 부착 고정될 때 상하부 패키지 몰딩재가 상호 접촉하여 부착될 수 있는 패키징 홀(6)이 천공되어 있다.

상기와 같은 형태의 LED 리드패널(1)을 이용하여 양산되는 발광다이오드 패키지의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1b에 도시된 바와 같이, LED 리드패널(1)에 형성된 리드프레임(3)과 일체형으로 형성되는 칩단자(2) 부분에 열전도성 플라스틱 재질의 패키지 몰딩재(10)가 몰딩되어진다. 상기 몰딩재(10)는 상부(10a) 및 하부(10b)로 나뉘어져 LED 리드패널(1)의 상하부에서 고온고압에 의하여 압착되는 방식으로 몰딩되며, 상 기 몰딩재(10)의 상부(10a)에는 LED칩의 반사판 역할을 하도록 경사면 형태의 반사면(11)이 형성되어 있다.

상기와 같이, LED 리드패널(1)의 칩단자(2) 부분에 몰딩재(10)가 몰딩된 다음에는 칩단자(2)에 LED칩(20)이 실장되고, 상기 LED칩(20)이 실장된 다음에는 공통단자(2a)에 전기적으로 와이어(30)로 극성 연결되는 것이다.

상기한 바와 같이, LED칩(20)이 칩단자(2)에 실장되고, 공통단자(2a)에 전기적으로 와이어(30)로 극성 연결된 다음에는 상기 몰딩재(10) 상부(10a)의 반사면(11)에 발광렌즈(미도시)를 고정하거나, 투명 에폭시 또는 실리콘과 같은 LED 몰딩재(미도시)로 몰딩하게 되는 것이다.

상기한 일련의 조립공정이 완료되어 다수의 발광다이오드 패키지 단위체가 완성되면, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 각각의 발광다이오드 패키지 단위체는 LED 리드패널(1)로부터 절단 취출되며, 취출된 다음에는 상기 리드프레임(3)이 메인보드(미도시)에 삽입 장착되도록 적당하게 절곡하게 되는 것이다.

그러나, 상기 설명한 종래의 제조기술로서 조립 제조되는 발광다이오드 패키지는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, LED 리드패널(1)로부터 제조되어 리드프레임(3)과 칩단자(2) 및 공통단자(2a)가 일체형으로 형성되고, 패키지 몰딩재(10)가 리드프레임(3)을 완전히 감싸도록 형성되기 때문에 LED칩(20)으로부터 발산되는 열이 충분히 방출되지 않는 문제점이 있다.

특히, 발열량이 상대적으로 많은 고휘도 파워 LED 패키지에는 LED칩(20)으로부터 발산되는 열을 방출하기 위한 열전달 슬러그(Slug) 또는 힛트 싱크(Heat Sink)가 필수적으로 구성되어야 하지만, 상기한 종래의 LED 리드패널(1)을 적용하여 고휘도 파워 LED 패키지를 조립 생산하는 공정은 리드프레임(3)이 하부 몰딩재(10b)에 의하여 하부가 완전하게 감싸는 형태로 구성되기 때문에 LED칩(20)으로부터의 열을 하부방향으로 발열시키지 못하며, 이러한 열을 하부방향으로 방출시키는 힛트 싱크를 별도로 설치하기에는 곤란하다는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 LED 리드패널(1)을 이용하여 고휘도 파워 LED 패키지를 조립 제작하면 파워 LED칩으로부터 발산되는 열의 방출이 제대로 이루어지지 않아 LED칩(20)이 조기 열손되어 LED 패키지의 수명이 현저히 단축되는 문제점이 있는 것이다.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 리드프레임이 형성된 LED 리드패널에 패키지 하우징을 형성시킨 다음, 하부에서 힛트 싱크를 삽입 고정하고, 이에 LED칩을 본딩시켜 발광다이오드 패키지를 조립 제작함으로써 LED칩으로부터 발산되는 열이 원활하게 하부로 방출되고, 이러한 방열효율이 향상됨으로써 고휘도 발광다이오드 패키지에도 적용할 수 있는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 태양에 따른 발광다이오드 패키지는 개구부 및 상기 개구부에 의해 노출된 관통홀을 갖는 패키지하우징; 상기 패 키지 하우징의 개구부 내에 노출된 내측부 및 상기 내측부에서 연장되어 상기 패키지하우징의 외부로 돌출된 외측부를 갖는 리드프레임; 및 상기 패키지하우징의 하부에 결합되어 상기 개구부에 의해 일부가 노출된 힛트 싱크를 포함한다. 상기 개구부에 의해 노출된 힛트 싱크 상에 발광다이오드 칩을 탑재함으로써, 상기 발광 다이오드칩에서 생성된 열의 방열 효율이 향상된다.

또한, 상기 패키지 하우징은 상기 리드프레임을 사이에 두고 상호 결합된 제1 하우징부 및 제2 하우징부를 포함할 수 있다. 상기 개구부는 상기 제1 하우징부에 의해 형성될 수 있다.

상기 개구부의 내벽에는 단턱부가 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 제2 하우징부는 그 상부에 상기 리드프레임을 수용하는 수용홈을 가질 수 있다.

한편, 상기 힛트 싱크는 상기 패키지하우징의 하부면에 대응하는 힛트 싱크 본체 및 상기 힛트 싱크 본체의 중앙부에서 상향 돌출되어 상기 패키지하우징의 관통홀에 삽입된 삽입돌출부를 포함할 수 있다. 상기 힛트 싱크 본체 및/또는 상기 삽입돌출부는 결합턱을 가질 수 있다. 상기 결합턱은 상기 힛트 싱크가 상기 패키지하우징에 결합된 후, 상기 패키지하우징으로부터 분리되는 것을 방지한다.

상기 패키지 하우징의 재질은 플라스틱 또는 세라믹스일 수 있다. 상기 세라믹스는 알루미나(Al₂O₃), 탄화규소(SiC) 또는 질화알루미늄(AlN) 중에서 선택된 하나일 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따른 발광다이오드 패키지 제조방법은 각각 중앙에 중공부를 구비하는 LED 리드프레임들을 갖는 리드패널을 마련하는 것을 포함한다. 상기 LED 리드프레임들의 중공부들 주위에 패키지하우징들을 형성한다. 이때, 상기 각 패키지하우징은 상기 중공부 및 상기 LED 리드프레임의 일부를 노출시키는 개구부 및 상기 중공부 하부에 관통홀을 갖는다. 상기 패키지하우징의 하부에 힛트 싱크가 결합된다. 상기 힛트 싱크의 일부는 상기 개구부에 의해 노출된다. 상기 개구부에 의해 노출된 상기 힛트 싱크에 LED칩이 실장된다. 상기 LED칩과 상기 개구부에 노출된 LED 리드프레임의 일부가 전기적으로 연결된다. 그 후, 상기 리드패널에서 상기 LED 리드프레임들을 절단하여 개별 소자들로 분리한다.

한편, 상기 힛트 싱크는 상기 패키지하우징의 하부면보다 더 아래로 돌출되도록 결합될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 양산하기 위한 LED 리드패널을 도시한 평면도 및 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 분리사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지가 LED 리드패널에 형성된 상태를 확대 도시한 평면도 및 측면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 제조하기 위한 LED 리드패널(1a)에는 리드프레임(40) 및 연결프레임(41)으로 이루어지는 다수의 단위체가 일정 간격으로 형성되며, 상기 리드프레임(40)은 한 쌍으로 연결프 레임(41)과 일체형으로 형성되어 있으며, 상기 연결프레임(41)은 좌우 대칭구조로 형성되어 중앙부에 소정형상의 중공부(44)를 형성하고 있다. 리드프레임(40)과 연결프레임(41)을 구분한 것은 리드프레임의 구조를 쉽게 설명하기 위한 것으로, "리드프레임"이 리드프레임(40)과 연결프레임(41)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

또한, 상기와 같이 중앙에 중공부(44)를 형성하는 연결프레임(41)은 LED 리드패널(1a)에 고정되도록 패널 지지대(42)에 의하여 지지되어 있으며, 이는 후술하는 제1 및 제2패키지 하우징(50, 51)이 고정될 때 상기 연결프레임(41)의 위치를 고정하는 역할을 하는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 좌우 대칭구조를 이루는 연결프레임(41)의 중앙에 형성되는 공간부(44)의 형상을 육각형으로 하였으나, 이는 원형 또는 사각형 이상의 다각형도 적용될 수 있는 것이다.

상기한 바와 같은 구성으로 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 제조하기 위한 LED 리드패널(1a)이 형성된 다음에는, 도 4에 도시된 바와 같은 구성으로 제1 및 제2패키지 하우징(50, 51)과 힛트 싱크(53)가 순차적으로 고정된다.

즉, 상기 LED 리드패널(1a)에 리드프레임(40)과 일체형으로 형성된 한 쌍의 연결프레임(41)의 상부에는 소정형상(본 발명의 실시예에서는 사각형상)의 제1 패키지하우징(50)이 위치하게 되고, 상기 연결프레임(41)의 하부에는 제 2패키지하우징(51)이 위치하게 되는 것이다.

상기 제1 패키지하우징(50)의 중앙부는 몰딩재를 수용하기 위해 함몰 형성되 며, 그 바닥에 상기 연결프레임(41)의 단자부 및 중공부(44)를 노출시키는 관통홀(58)을 갖는다. 상기 관통홀(58)은 상기 함몰형성된 부분과 동일한 면적을 가질 수 있으나, 도시한 바와 같이 그 보다 좁은 면적을 가질 수 있다. 상기 함몰형성된 부분 및 관통홀(58)은 이후 패키지하우징의 개구부를 형성한다. 상기 함몰형성된 부분의 내벽에는 후술하는 LED 패키지의 몰딩재를 수용할 수 있도록 단턱부(59)가 형성되어 있다.

상기 제2 패키지하우징(51)의 상부 면에는 상기 연결프레임(41)을 수용할 수 있도록 연결프레임(41)과 동일형상의 수용홈(52)이 형성되어 있으며, 그 하부 면에서는 후술하는 힛트 싱크(53)가 삽입 장착될 수 있는 힛트 싱크 안착홈(57)이 형성되어 있다.

또한, 상기와 같이 형성되는 제2 패키지하우징(51)의 중앙에는 상기 힛트 싱크(53)의 삽입 돌출부(54)가 수용될 수 있는 원형의 관통홀(55)이 형성되어 있으며, 상기 삽입 돌출부(54)의 내부공간은 후술하는 LED칩(60)이 안착 고정되는 LED 안착부(56)가 되는 것이다.

한편, 본 발명을 구성하는 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)은 그 재질로서 열전도성 플라스틱(Thermal Conductive Plastics) 또는 세라믹스(High Thermal Conductive Ceramics)를 이용할 수 있다. 상기 열전도성 플라스틱으로는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), LCP(Liquid Crystalline Polymer), PA(Polyamide), PPS(Polyphenylene Sulfide), TPE(Thermoplastic Elastomer) 등이 있으며, 고열전도성 세라믹스에는 알루미나(Al₂O₃), 탄화규소(SiC) 및 질화알루미늄(AlN) 등이 있는데, 상기한 세라믹스 중에서 질화알루미늄(AlN)은 알루미나와 동등한 물성을 가지며, 열전도성에서 알루미나보다 우수하여 많이 활용되고 있는 실정이다.

적용된 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)의 재질이 열전도성 플라스틱인 경우에는 제1 패키지하우징(50)과 제2 패키지하우징(51)을 LED 리드패널(1a)의 좌우대칭 구성으로 형성되는 연결프레임(41)의 상하부에 위치시키고 고온에서 압착하여 부착 고정하는 방식을 취하고 있다. 여기서, 중요한 고려사항은 제1 패키지하우징(50) 내부에 형성되는 관통홀(58) 및 단턱부(59)의 형태이다. 즉 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)을 LED 리드패널(1a)에 위치시킨 다음, 상기 관통홀(58) 및 단턱부(59)의 형태와 대응하는 형태의 돌출부가 형성된 압착수단으로 고온 압착함으로써 관통홀(58) 및 단턱부(59)가 형성되는 것이다.

반면에, 적용되는 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)의 재질이 세라믹스인 경우에는 제1 패키지하우징(50)과 제2 패키지하우징(51)을 정확한 치수 및 형태로 이미 제작하게 된다. 즉, 세라믹스는 1000℃ 이상의 고온에서 원하는 형태로 제조되는 물성으로 인하여 최종 적용단계에서 원하는 형태로 성형하기는 불가능하기 때문에 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)을 정확한 치수 및 형태로 이미 제작하게 되는 것이다. 이때, 제작되는 제1 패키지하우징(50)에는 상기한 관통홀(58) 및 단턱부(59)가 형성되도록 하여야 한다.

따라서, 상기와 같이 이미 제작된 세라믹 재질의 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)을 LED 리드패널(1a)의 연결프레임(41)의 상하부에 위치시키고 접착력이 큰 접착제 등을 이용하여 부착 고정하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 구성으로 LED 리드패널(1a)에 조립되는 본 발명의 발광다이오드 패키지는, 도 5에 도시된 바와 같이, LED 리드패널(1a)에 형성된 리드프레임(40) 및 이와 일체형이면서 좌우대칭형으로 형성되는 연결프레임(41)으로 이루어지는 각각의 단위체에 형성된다.

또한, 상기와 같이 형성되는 본 발명의 발광다이오드 패키지를 구성하는 힛트 싱크(53)의 중앙부인 LED 안착부(56)에는 하나 이상의 LED칩(60)이 부착 고정되며, 이는 연결프레임(41)과 연결와이어(62)로 전기적으로 극성 연결되어진다.

또한, 상기 LED 안착부(56)에는 실장된 LED칩(60)을 전기적으로 보호하도록 제너다이오드(Zener Diode; 61)가 실장되어 연결와이어(62)로 극성 연결될 수 있다. 이 제너다이오드(Zener Diode; 60)는 반도체 p-n 또는 n-p 접합으로 비교적 큰 역방향의 전압을 가했을 때, 어떤 전압으로 급격하게 큰 전류가 흐르기 시작하고, 그 전압이 일정하게 유지되는 현상을 이용한 반도체 디바이스로서, LED 패키지에 적용되면 정전기 혹은 급격한 전류가 공급되는 경우에도 정전압을 유지할 수 있어 제품에 대한 신뢰성을 증대시킬 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지를 도시한 상부 사시도 및 하부 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광 다이오드 패키지에 몰딩되는 몰딩재 및 발광렌즈를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 상기한 제조과정을 거쳐 LED 리드패널(1a) 상에 다수 형성되어지며, 형성된 각각의 발광다이오드 패키지는 제1 및 제2 패키지하우징(50, 51)을 중심으로 하여 LED 리드패널(1a)로부터 절단되어 취출된다.

상기 취출된 각각의 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 도 6에 도시된 바와 같이, 적용되는 PCB기판의 연결단자에 부합하도록 리드프레임(40)이 소정 길이 및 각도로 절곡되는 것이다.

또한, 도 6의 (b) 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 힛트 싱크(53)가 제2 패키지하우징(51)의 하부로부터 삽입 고정되는 형태로 형성되어 있으면서, 상기 제2 패키지하우징(51)의 하부 면보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다. 즉 발광다이오드 패키지가 제조되어 실제 적용되는 경우에 제2 패키지하우징(51)의 하부 면보다 하부로 돌출된 힛트 싱크(40)의 면과 방열부재(미도시)가 직접 접촉하여 방열효과를 극대화시키기 위함이다.

또한, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 패키지하우징(50)의 내부공간에 단턱부(59)가 이중으로 형성되어 있으며, 이는 후술하는 패키지 몰딩재를 몰딩하거나 발광렌즈를 장착하는데 필요한 고정턱으로 작용하기 위함이다.

또한, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 구성하는 힛트 싱크(53)의 삽입 돌출부(54)의 외면부에는 상기 제2 패키지하우징(51)의 관통홀(55)의 내벽에 형 성된 요홈부에 삽입 고정될 수 있도록 걸림턱(54a)이 형성되어 있어 상기 제2 패키지하우징(51)의 관통홀(55)에 힛트 싱크(53)의 삽입 돌출부(54)가 견고하게 고정될 수 있도록 한다. 걸림턱(54a)은 상기 힛트 싱크의 본체에 형성될 수도 있다. 상기 걸림턱(54a)은 상기 히트 싱크(53)의 삽입 돌출부(54)의 최상측 가장자리에 형성될 수 있다. 이때, 상기 걸림턱(54a)은 상기 제2 패키지하우징(51)의 상면에 결합되어 힛트 싱크(53)를 고정시킨다.

한편, 본 발명에 따른 힛트 싱크를 갖는 발광다이오드 패키지는 제1 패키지하우징(50)의 내부공간에 LED칩(60) 및 연결와이어(62)를 보호하면서 LED칩(60)으로부터 발광되는 빛을 투과시키는 몰딩재(65)가 몰딩된다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩재(65)는 에폭시 수지일 수 있으며, LED칩(60)으로부터 발광되는 빛을 변환하기 위한 형광물질을 함유할 수 있다.

이에 더하여, 상기 몰딩재(65)는 빛의 고른 분포를 위하여 디퓨저를 함유할 수 있다.

또한, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩재(65)가 형광물질을 함유하는 에폭시 수지인 경우, 보다 안정한 몰딩효과를 위하여 그 상부에 에폭시 수지(67)로서 한층 더 몰딩 처리할 수 있다.

또한, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 상기 도 8의 (a) 및 (b)에서와 같이 몰딩재(65)로서 몰딩 처리된 다음 보다 효과적인 발광 및 보다 안정적인 내부 실장물(LED칩 및 본딩와이어)의 보호를 위하여 발광렌즈(66)를 제1 패키지하우징(50)의 상부 단턱부(59b)에 고정시킬 수도 있다.

본 발명은 상기한 각각의 도면에 도시된 바와 같은 구체적인 실시예로 적용되었으며, 본 발명이 이러한 구체적인 실시예에 한정되는 것은 아니라 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형 실시 가능한 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 LED 리드패널에 형성된 리드프레임 및 연결프레임의 상하부에 패키지하우징을 형성한 다음, 이의 내부공간에 LED칩이 실장되는 힛트 싱크가 삽입 고정되는 발광다이오드 패키지를 제조함으로써 방열효율이 향상된 발광다이오드 패키지를 양산할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 발광다이오드 패키지의 패키지하우징의 내부공간을 에폭시 수지 또는 형광물질이 혼합된 에폭시 수지로 몰딩함으로써 단색 또는 백색 발광다이오드를 구현할 수 있다. 본 발명의 이러한 발광다이오드 패키지 제조방법이 기존의 일반 탑 발광다이오드 패키지와 유사하여 빠른 속도로 많은 량의 발광다이오드 패키지를 양산할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

개구부 및 상기 개구부에 의해 노출된 관통홀을 가지고, 상기 관통홀 상부의 상기 개구부의 내벽에는 그 둘레를 따라 단턱부가 형성된 패키지하우징;

상기 패키지하우징의 개구부 내에 노출된 내측부 및 상기 내측부에서 연장되어 상기 패키지하우징의 외부로 돌출된 외측부를 갖는 리드프레임; 및

상기 패키지하우징의 하부에 결합되어 상기 개구부에 의해 LED 안착부를 포함하는 일부가 노출되되, 실장되는 LED칩이 상기 단턱부 아래에 위치하도록, 상기 LED 안착부가 상기 단턱부 아래에 위치하는 힛트 싱크를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
청구항 1에 있어서, 상기 패키지하우징은 상기 리드프레임을 사이에 두고 상호 결합된 제1 하우징부 및 제2 하우징부를 포함하되, 상기 개구부는 상기 제1 하우징부에 형성된 발광다이오드 패키지.
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청구항 2에 있어서, 상기 제2 하우징부는 그 상부에 상기 리드프레임을 수용하는 수용홈을 갖는 발광다이오드 패키지.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 힛트 싱크는 상기 패키지하우징의 하부면에 대응하는 힛트 싱크 본체; 및 상기 힛트 싱크 본체의 중앙부에서 상향 돌출되어 상 기 패키지하우징의 관통홀에 삽입된 삽입돌출부를 포함하는 발광다이오드 패키지.
청구항 5에 있어서, 상기 힛트 싱크는 상기 힛트 싱크 본체 및 상기 삽입돌출부의 외측면들 중 적어도 일측에 결합턱을 갖는 발광 다이오드 패키지.
각각 중앙에 중공부를 구비하는 LED 리드프레임들을 갖는 리드패널을 마련하고,

상기 LED 리드프레임들의 중공부들 주위에 패키지하우징들을 형성하되, 상기 각 패키지하우징은 상기 중공부 및 상기 LED 리드프레임의 일부를 노출시키는 개구부 및 상기 중공부 하부에 관통홀을 갖고, 상기 개구부의 내벽에는 그 둘레를 따라 단턱부가 형성되고,

상기 패키지하우징의 하부에 힛트 싱크를 결합하되, LED 안착부를 포함하는 상기 힛트 싱크의 일부는 상기 개구부에 의해 노출되고, 실장되는 LED칩이 상기 단턱부 아래에 위치하도록, 상기 LED 안착부가 상기 단턱부 아래에 위치하고,

상기 개구부에 의해 노출된 상기 LED 안착부에 LED칩을 실장하고,

상기 LED칩과 상기 개구부에 노출된 LED 리드프레임의 일부를 전기적으로 연결하고,

상기 리드패널에서 상기 LED 리드프레임들을 절단하여 개별 소자를 제공하는 것을 포함하는 발광 다이오드 패키지 제조방법.
청구항 5에 있어서, 상기 삽입 돌출부는 상기 LED 안착부를 둘러싸는 가장자리가 돌출된 발광 다이오드 패키지.
청구항 1에 있어서, 상기 LED 안착부에 실장된 LED 칩;

상기 LED 칩과 상기 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 와이어; 및

상기 LED 칩을 덮되, 상기 단턱부로 둘러싸인 영역 내에 형성된 몰딩재를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
청구항 9에 있어서, 상기 단턱부 상에 고정된 렌즈를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.