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KR101719644B1 - Ｌｅｄ패키지 - Google Patents

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KR101719644B1
KR101719644B1 KR1020100048117A KR20100048117A KR101719644B1 KR 101719644 B1 KR101719644 B1 KR 101719644B1 KR 1020100048117 A KR1020100048117 A KR 1020100048117A KR 20100048117 A KR20100048117 A KR 20100048117A KR 101719644 B1 KR101719644 B1 KR 101719644B1
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 LED칩과 전기적으로 연결되는 리드프레임들에 형성된 융기부를 감싸도록 하우징이 형성된 구조에 의해 방열 면적을 최대로 넓히면서 리드프레임들 사이의 물리적인 강도도 강해지고 흡습도 방지할 수 있는 LED 패키지에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 LED칩; 상기 LED칩과 전기적으로 접속되며, 서로 이웃하는 부분들에 융기부들을 구비한 리드프레임들; 상기 리드프레임들을 지지하며 상기 LED칩의 수용을 위한 캐비티를 구비하는 외부 하우징; 및 상기 캐비티내에서 상기 융기부들의 적어도 일부를 감싸는 내부 하우징을 포함하는 LED 패키지를 제공한다.

Description

ＬＥＤ패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 특히 LED칩과 전기적으로 연결되는 리드프레임들에 형성된 융기부를 감싸도록 하우징이 형성된 구조에 의해 방열 면적을 최대로 넓히면서 리드프레임들 사이의 물리적인 강도도 강해지고 흡습도 방지할 수 있는 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, 통상 LED칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작된다.
종래의 LED 패키지(1)는 직하 방열구조의 제 1 및 제 2 리드프레임(11, 12)을 포함한다. 도 1의 (a)에서 보듯이 서로 이격되게 배치된 제 1 및 제 2 리드프레임(11, 12) 중 어느 하나의 리드프레임, 예컨대 제 1 리드프레임(11)에는 하프 에칭으로 홀컵(111)이 형성된다.
이러한 제 1 및 제 2 리드프레임(11, 12)을 지지하도록 하우징(13)이 형성되며, 홀컵(111)의 바닥면에는 LED칩(14)이 실장된다. 도 1의 (b)에서 보듯이 하우징(13)은 홀컵(111)과, 제 1 및 제 2 리드프레임(11, 12)의 일부를 노출시키는 캐비티(131)를 구비한다. 하우징(13)은 예컨대 PPA 사출을 하거나 에폭시 몰딩으로 형성될 수 있다.
홀컵(111) 내에 실장된 LED칩(14)은 본딩와이어(W)에 의해 제 2 리드프레임(12)과 전기적으로 연결된다. 홀컵(111)내에는 적어도 하나의 형광체가 포함된 투광성 수지(16)가 채워지며, 홀컵(111) 내에 채워진 형광체에 의해 LED칩(14)에서 발생된 출력광의 색균일도를 향상시킬 수 있다. 홀컵(111)에 실장된 LED칩(14)을 보호하도록 하우징(13)의 캐비티(131) 내에는 봉지재(미도시)가 형성될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 LED 패키지(1)의 리드프레임들(11, 12)에 외부 전극으로부터 전원이 인가되면 LED칩(14)이 구동되어 LED칩(14)으로부터 봉지재)를 거쳐 외부로 광이 방출된다. 이때 도 1의 (c)에 도시된 LED 패키지(1)의 저면에서 보듯이 LED칩(14)이 실장된 제 1 리드프레임(11)과, 제 2 리드프레임(12)이 외부로 노출되어 있어, LED칩(14)에서 발생된 열의 방열 효율을 높일 수 있다.
그렇지만, 도 1에 도시된 LED 패키지(1)는 방열 효율이 뛰어난 반면, 제 1 및 제 2 리드프레임(11, 12)이 나뉘어지는 부분에서의 물리적인 강도 및 흡습에 취약하고, 또한 하프 에칭으로 인한 홀컵(111)의 공차가 크기 때문에 LED칩(14)에서 발생된 광의 균일도를 유지하기가 어려웠다. 또한 에칭방법을 사용하여 홀컵(111)을 만들 경우 패키지 단가가 상승하여 대량 생산에 제약이 따르게 된다.
이와 같은 종래 LED 패키지(1)의 물리적인 강도 및 흡습에 취약함을 해결하고자 개발된 종래의 LED 패키지(2)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 형상을 갖는 제 1 및 제 2 리드프레임(21, 22)이 채택된다. 즉 제 1 리드프레임(21)은 제 1 수평부(21a)와, 그 수평부(21a)로부터 절곡된 채 일정 높이만큼 돌출된 돌출부(21b)와, 돌출부(21b)로부터 절곡되어 연장된 제 2 수평부(21c)를 포함하고, 제 2 리드프레임(22)은 제 1 수평부(21a)와 마주하는 제 3 수평부(22a)와, 제 3 수평부(22a)로부터 절곡되어 제 2 리드프레임(22) 내측으로 함몰된 함몰부(22b)와, 함몰부(22b)로부터 절곡되어 제 2 수평부(21c)와 마주하는 제 4 수평부(22c)를 포함한다. 이와 같은 제 1 리드프레임(21)의 돌출부(21b)가 제 2 리드프레임(22)의 함몰부(22b)내에 배치된다.
도 2의 (b)를 참조하면 종래의 LED 패키지(2)는 제 1 및 제 2 리드프레임(21, 22)을 지지하도록 하우징(23)이 형성되고, 하우징(23)은 LED칩(24)을 노출시키는 캐비티(231)를 구비한다. 캐비티(231)에 의해 본딩와이어(W)와, 제 1 및 제 2 리드프레임(21, 22)의 일부가 노출된다. 캐비티(231)내에는 LED칩(24)을 봉지하는 봉지재가 형성될 수 있다.
한편, 제 1 리드프레임(21)에는 스탬핑(stamping) 공정을 이용하여 다운셋부(211)가 형성되며, 다운셋부(211) 내에는 LED칩(24)이 실장된다. 다운셋부(211)내에는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 투광성 수지가 채워진다. 다운셋부(211)의 저면은 도 2의 (c)에서 보듯이 LED 패키지(2)의 저면과 동일 평면상에 있다. 도 2에 도시된 LED 패키지(2)는 방열 면적(즉, 다운셋부의 저면에 해당)이 적어 LED칩(24)에서 발생된 열의 방열 효율이 떨어진다.
따라서, 물리적인 강도와 흡습의 문제를 해결하면서 방열 효율도 뛰어난 LED 패키지의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, LED칩과 전기적으로 연결되는 리드프레임들에 형성된 융기부를 감싸도록 하우징이 형성된 구조에 의해 방열 면적을 최대로 넓히면서 리드프레임들 사이의 물리적인 강도도 강해지고 흡습도 방지할 수 있는 LED 패키지를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지는 LED칩; 상기 LED칩과 전기적으로 접속되며, 서로 이웃하는 부분들에 융기부들을 구비한 리드프레임들; 상기 리드프레임들을 지지하며 상기 LED칩의 수용을 위한 캐비티를 구비하는 외부 하우징; 및 상기 캐비티내에서 상기 융기부들의 적어도 일부를 감싸는 내부 하우징을 포함한다.
상기 내부 하우징은 상기 리드프레임들 사이를 메우는 메움부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내부 하우징은 상기 메움부로부터 각각 연장되어 상기 외부 하우징으로 각각 연결되는 적어도 하나의 이음부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내부 하우징은 상기 적어도 하나의 이음부에서 상기 리드프레임들의 상면 일부를 노출시키는 적어도 하나의 노출부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 적어도 하나의 노출부는 상기 LED칩의 실장영역을 제공하는 제 1 노출부와, 본딩영역을 제공하는 제 2 노출부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 외부 하우징과 상기 내부 하우징은 일체로 사출 성형되는 것이 바람직하다.
상기 내부 하우징의 높이는 상기 외부 하우징의 높이보다 낮게 형성된 것이 바람직하다.
상기 내부 하우징에 의해 노출되는 리드프레임들의 상면 일부 중 어느 하나의 상면 일부에는 제너 다이오드가 실장되는 것이 바람직하다.
상기 리드프레임들의 저면들은 상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징의 바닥면과 동일평면상에 있는 것이 바람직하다.
상기 제 1 노출부에는 상기 LED칩을 덮도록 적어도 하나의 형광체를 포함한 투광성 수지가 채워지는 것이 바람직하다.
상기 제 1 노출부의 내벽은 경사진 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는 상기 캐비티를 덮도록 설치된 렌즈부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 융기부는 스탬핑(stamping) 공정에 의해 형성된 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지는 LED칩; 상기 LED칩과 전기적으로 접속되며, 이웃하는 부분들에 융기부들을 구비한 리드프레임들; 및 상기 리드프레임들을 지지하며 상기 융기부들을 감싸는 하우징을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 LED칩과 전기적으로 연결되는 리드프레임들에 형성된 융기부를 감싸도록 하우징이 형성된 구조에 의해 방열 면적을 최대로 넓히면서 리드프레임들 사이의 물리적인 강도도 강해지고 흡습도 방지할 수 있는 효과가 있다. 특히 리드프레임들 사이를 메우는 메움부에 의해 리드프레임들 사이의 물리적인 강도를 더욱 강화시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 LED 패키지를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 A의 확대 단면도.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 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.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 A의 확대 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지(3)는 도 3의 (a)에 도시된 리드프레임들(31, 32)을 포함한다.
도 3의 (a)를 참조하면, 리드프레임들(31, 32)은 서로 이격되게 배치된다. 리드프레임들(31, 32)은 서로 이웃하는 부분들에 융기부들(31a, 32a)을 구비한다. 융기부들(31a, 32a)은 대략 판상의 금속 원판을 예컨대 펀치로 스탬핑하여 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode)가 마주하는 부분을 상대적으로 높게 융기시켜 형성될 수 있다.
또한 리드프레임들(31, 32)의 일단은 서로 대향하게 배치되고, 더 자세하게는 제 1 리드프레임(31)의 융기부(31a) 일부가 제 2 리드프레임(32)의 융기부(32a)내의 함몰 영역내에 배치된다.
도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지(3)는 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)을 지지하면서 융기부들(31a, 32a)을 감싸는 하우징을 포함한다. 하우징은 외부 하우징(33)과 내부 하우징(37)으로 구분될 수 있다.
외부 하우징(33)은 상부가 개방되며, LED칩(34)의 수용을 위한 캐비티(331)를 구비한다.
또한 외부 하우징(33) 상에는 렌즈부(미도시)의 장착을 고려하여 장착공(36)이 형성될 수 있다. 캐비티(331) 내에는 내부 하우징(37)을 전체적으로 봉지하는 봉지재(미도시)가 형성될 수 있다. 봉지재의 재료로는 투광성 수지, 예컨대 실리콘수지, 에폭시수지가 사용될 수 있다.
외부 하우징(33)과 일체로 사출 성형되는 내부 하우징(37)은 외부 하우징(23)의 높이보다 낮게 형성되며, 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)의 상면 일부가 노출되도록 형성된다. 본 실시예에서 내부 하우징(37)은 캐비티(331)내에 배치되고, 외부 하우징(33)은 외곽에 배치되어 내부 하우징(37)과 연결된다. 이러한 외부 하우징(33)과 내부 하우징(37)은 예컨대 PPA나 에폭시와 같은 재료가 사용될 수 있다.
내부 하우징(37)은 메움부(371), 이음부들 및 노출부들을 포함하며, 그 형상은 대략 십자 형태의 형상일 수 있다.
메움부(371)는 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32) 사이를 매운다. 특히 메움부(371)는 도 4의 확대도에서 보듯이 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)의 융기부들(31a, 32a)들을 감싸며, 융기부들(31a, 32a)보다 더 높게 형성될 수 있다. 융기부들(31a, 32a)를 완전히 감싸면서 융기부들(31a, 32a)보다 높게 메움부(371)가 형성된 구조에 의해, 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)이 나누어지는 부분에서 물리적인 강도를 더욱 강해지게 한 장점이 있고, 흡습을 방지할 수 있다.
이음부들은 메움부(371)로부터 각각 연장되어 외부 하우징(33)과 연결된다. 본 실시예에서, 제 1 이음부(372)는 메움부(371)로부터 제 1 리드프레임(31)의 일부에 배치되도록 연장되어 외부 하우징(33)과 연결되고, 제 2 이음부(373)는 메움부(371)로부터 제 2 리드프레임(32)의 일부에 배치되도록 연장되어 외부 하우징(33)과 연결된다.
노출부들은 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)의 상면 일부를 노출시킨다. 본 실시예에서, 제 1 노출부(374)는 LED칩(34)의 실장영역을 제공하도록, 제 1 이음부(372) 내에서 제 1 리드프레임(31)의 상면 일부를 노출시킨다. 제 1 노출부(374)에 의해 노출된 제 1 리드프레임(31)의 상면 일부에는 LED칩(34)이 실장된다. 실장된 LED칩(34)은 제 1 본딩와이어(W)에 의해 제 2 이음부(373)를 사이에 두고 노출된 제 2 리드프레임(32)의 상면 일부와 연결된다.
본 실시예에서는 제 1 노출부(374)의 형상이 모서리가 라운드진 사각형상으로 도시하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 LED칩의 모양 및 크기를 고려하여 LED칩이 정중앙에 실장될 수 있는 형상이라면 가능하다. 또한 제 1 노출부(374) 외에도 제 1 이음부(372)를 사이에 두고 제 1 리드프레임(31)의 상면 일부를 더 노출시킬 수 있으며 그 노출 영역이 실장영역 또는 본딩영역으로 고려될 수 있다.
제 1 노출부(374)는 그 내벽이 경사지게 형성되어 LED칩(34)에 발생된 광을 반사시킬 수 있다. 또한 제 1 노출부(374) 내에는 LED칩(34)을 덮는 내부 봉지재(미도시)가 형성되며, 내부 봉지재는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 투광성 수지일 수 있다.
내부 하우징(27)내에는 본딩영역을 제공하도록 메움부(371)와 제 2 이음부(373)를 걸쳐 제 2 노출부(375)가 구비된다.
제 2 이음부(373)를 사이에 두고 노출된 제 2 리드프레임(32)의 상면 일부에는 제너다이오드(ZD)가 실장되고, 제너다이오드(ZD)와 제 1 리드프레임(31)을 전기적으로 연결하기 위한 제 2 본딩와이어(W2)가 제 2 노출부(375)에 의해 제공된 본딩영역에 본딩된다. 제너다이오드(Zener Diode)는 정전기 방전으로부터 LED칩(34)을 보호하기 위하여 실장된다.
제 2 노출부(375)로 인하여, 제 1 본딩와이어(W1)와의 교차없이 제너다이오드(ZD)가 제 2 본딩와이어(W2)에 의해 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3의 (c)를 참조하면, LED 패키지(3)의 바닥면은 외부 하우징(33)과 내부 하우징(37)의 바닥면을 포함하고, LED 패키지(3)의 바닥면은 융기부들(31a, 32a)을 제외한 나머지 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)의 저면과 동일평면상에 있다. 따라서 LED칩(34)에서 발생된 열이 제 1 및 제 2 리드프레임(31, 32)의 저면을 통하여 방출됨에 따라 열의 방열 효율을 높일 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
3 : LED 패키지 31 : 제 1 리드프레임
32 : 제 2 리드프레임 33 : 외부 하우징
34 : LED칩 36 : 장착공
37 : 내부 하우징 371 : 메움부
372 : 제 1 이음부 373 : 제 2 이음부
374 : 제 1 노출부 375 : 제 2 노출부

Claims (14)

  1. LED칩;
    상기 LED칩과 전기적으로 접속되며, 서로 이웃하는 부분들에 융기부들을 구비한 리드프레임들;
    상기 리드프레임들을 지지하며 상기 LED칩의 수용을 위한 캐비티를 구비하는 외부 하우징; 및
    상기 캐비티내에서 상기 융기부들의 적어도 일부를 감싸는 내부 하우징을 포함하되,
    상기 내부 하우징은 상기 리드프레임들 사이를 메우는 메움부와, 상기 메움부로부터 각각 연장되어 상기 외부 하우징과 각각 연결되는 이음부들과, 상기 이음부들에서 상기 리드프레임들의 상면 일부를 노출시키는 노출부들을 포함하고,
    상기 이음부들은 상기 메움부로부터 상기 리드프레임들 일부에 각각 배치되도록 연장되며,
    상기 노출부들은 상기 LED칩의 실장영역을 제공하는 제 1 노출부와, 본딩영역을 제공하는 제 2 노출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 하우징과 상기 내부 하우징은 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 내부 하우징의 높이는 상기 외부 하우징의 높이보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 하우징에 의해 노출되는 리드프레임들의 상면 일부 중 어느 하나의 상면 일부에는 제너 다이오드가 실장되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드프레임들의 저면들은 상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징의 바닥면과 동일평면상에 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 노출부에는 상기 LED칩을 덮도록 적어도 하나의 형광체를 포함한 투광성 수지가 채워지는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  11. 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 노출부의 내벽은 경사진 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐비티를 덮도록 설치된 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 융기부는
    스탬핑(stamping) 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  14. 삭제
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