KR20090039261A - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 특히, 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임과, 상기 리드프레임의 일부를 내부에 수용하고, 빛이 방사되도록 오픈된 방사창을 가지도록 형성된 패키지와, 상기 패키지 내부에 위치하는 리드프레임 상에 실장된 LED 칩과, 상기 LED 칩과 상기 리드 프레임의 통전을 위한 전극 연결부 및 상기 패키지 내부에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재를 포함하되, 상기 리드프레임은 표면 상에 오목부와 볼록부로 이루어진 하나 이상의 요철패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.

발광다이오드, 패키지, 리드프레임, 방열

Description

발광다이오드 패키지{Light Emitting Diode package}

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 방열 특성을 갖는 리드프레임-몰드 방식의 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전자부품이다. 즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데 전자와 정공이 떨어져 있을 때 보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다.

이러한 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있음으로 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화기기 등에 사용된다.

특히, 정보 통신기기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며, 발광 다이오드도 인쇄회로 기판(Printed Circuit Board : PCB)에 직접 실장하기 위하여 표면실장소자(Surface Mount Device, 이하, SMD라 한다)형으로 만들어지고 있다.

이러한 SMD 방식의 발광 다이오드 패키지는 그 사용도에 따라 탑뷰(Top view) 방식과 사이드뷰(Side view) 방식으로 제조되고 있는데, 최근 소형화 및 슬림화 추세로 인하여 SMD 방식의 발광 다이오드 패키지는 열에 취약한 것으로 알려져 있다.

그러면, 이하 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 발광 다이오드 패키지는, 한 쌍의 리드 단자로 형성된 리 프레임(50)과, 상기 리드프레임(50)의 일부를 내측에 수용하도록 합성수지재로 형성된 패키지(10)와, 상기 패키지(10) 내부의 위치하는 리드프레임(50) 상에 실장된 LED 칩(30)과, 상기 LED 칩(30)과 상기 리드프레임(50)의 통전을 위한 전극 연결부(40)와, 상기 패키지(10) 내부에 충진되어 LED 칩(30) 및 전극 연결부(40)를 보호하는 몰딩재(20)로 이루어진다.

상기 패키지(10)의 소정면은 빛이 방사되기 용이하도록 오픈된 방사창이 형성되고, 다른 면에는 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 장착되도록 한 쌍의 리드 단자로 이루어진 리드프레임(50)이 형성되어 있으며, 이때, 상기 리드프레임(50)은 상기 패키지(10)의 외측으로 일부 노출되도록 형성되어 있다.

따라서, 상기 LED 칩(30)은 한 쌍의 리드 단자로 이루어진 리드프레임(50) 상에 실장되는 바, 상기 LED 칩(30)에서 방출되는 열의 대부분이 이와 연결된 리드프레임(50)을 통하여 방열된다.

그런데, 종래 기술에 따른 상기 리드프레임은 표면이 평탄하게 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같이 리드프레임의 표면이 평탄하게 형성되면, 리드프레임의 단위 면적에서 방열시킬 수 있는 열의 양에 있어서 한계가 있기 때문에 방열 특성이 낮은 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기존의 평탄한 면으로 이루어진 리드프레임의 표면 상에 적어도 하나 이상의 요철 패턴을 구비하여 리드프레임의 표면적을 증가시켜 리드프레임의 실질적인 열 전달 표면적을 증가시킴으로써, 상기 리드프레임을 통해 방열되는 LED 칩에서 발생된 열의 방열 특성을 향상시킬 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임과, 상기 리드프레임의 일부를 내부에 수용하고, 빛이 방사되도록 오픈된 방사창을 가지도록 형성된 패키지와, 상기 패키지 내부에 위치하는 리드프레임 상에 실장된 LED 칩과, 상기 LED 칩과 상기 리드 프레임의 통전을 위한 전극 연결부 및 상기 패키지 내부에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재를 포함하되, 상기 리드프레임은 표면 상에 오목부와 볼록부로 이루어진 하나 이상의 요철패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지를 제공한다.

또한, 상기 본 발명의 발광다이오드 패키지에서, 상기 요철은 상기 LED 칩이 실장되는 영역 또는 상기 전극 연결부가 본딩되는 영역을 제외한 나머지 영역의 리드프레임 표면 상에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명은 LED 칩이 실장된 리드프레임의 표면적을 증가시켜 단위 면적당 방열 시킬 수 있는 리드프레임의 열 전도율을 향상시켜 LED 칩에서 발생된 열의 방열 특성을 향상시킴으로써, 과도한 열로 인해 리드프레임이 변색되거나 와이어 본딩이 떨어지는 등의 손상을 방지하여 발광다이오드 패키지의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 발광다이오드 패키지에 대한 구체적인 기술적 구성에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

실시예

도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 구조에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는, 중앙에 캐비티(cavity)가 형성된 패키지(10)를 가지며, 상기 패키지(10)의 소정면은 빛이 방사되기 용이하도록 오픈된 방사창이 형성되고, 다른 면에는 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 장착되도록 한 쌍 이상의 리드 단자로 이루어진 리드프레임(50)이 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 상기 리드프레임(50)은 그의 일부분이 상기 패키지(10) 내부에 수용되어 있으며, 나머지 일부분은 상기 패키지(10) 외부로 노출되어 있다.

특히, 본 발명에 따른 상기 리드프레임(50)은 표면 상에 오목부와 볼록부로 이루어진 요철 패턴(55)을 적어도 하나 이상 구비하여 상기 리드프레임(50)의 단위 면적에 해당하는 실질적인 표면적을 증가시킴으로써, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 리드프레임(도 1의 도면부호 50 참조)보다 열 전도율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지보다 리드프레임을 통해 방열할 수 있는 LED 칩에서 발생하는 열의 양을 최대화할 수 있으며, 그 결과 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지보다 우수한 방열 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 요철 패턴(55)은 상기 리드프레임(50)과 후술하는 LED 칩 및 전 극 연결부의 접촉 특성을 향상시키기 위하여 LED 칩이 실장되는 영역 또는 전극 연결부가 본딩되는 영역을 제외한 나머지 영역의 리드프레임(50) 표면 상에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 요철 패턴(55)은 도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 리드프레임(50)의 전면이 아닌 일부면에 공정 조건 및 소자의 특성에 따라 부분적으로 형성 가능하다. 여기서, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 변형예들을 나타낸 단면도이다.

그리고, 상기와 같이 구성된 패키지(10)의 내부에는 상기 LED 칩(30)이 그 발광면이 상기 패키지(120)의 방사창을 향하도록 배치되며, 전극 연결부(40)에 의해 상기 리드 프레임(50)과 LED 칩(30)이 전기적으로 연결되어 있다.

이때, 상기 전극 연결부(40)는, 상기 LED 칩(30)과 리드 프레임(50)을 전기적으로 연결하기 위한 연결 수단으로, 소자의 특성 및 공정 조건에 따라 와이어 또는 도전성 접착제 등으로 이루어질 수도 있다.

특히, 상기 도전성 접합제는, 와이어에 비해 LED 칩(30)을 리드 프레임(50) 상에 보다 안정적으로 고정시킬 수 있는 동시에 LED 칩(30)이 와이어 등과 같은 별도의 연결배선 없이 리드 프레임(50)과 전기적으로 연결되므로, 별도의 연결배선에 의해 패키지의 발광면이 손실되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 도전성 접합제는 상기 LED 칩(30)에서 발생하는 열의 방열 특성을 향상시키기 위하여 열전도율이 높은 도전성 물질, 예를 들어 은(Ag)과 같은 물질로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 LED 칩(30)이 실장된 패키지(10) 내부에는 LED 칩(30) 및 전극 연결부(40)를 보호하는 몰딩재(20)가 충진되어 있다. 여기서, 상기 몰딩재(20)는, 상기 패키지(10)에 실장된 LED 칩(30)에서 발광하는 빛을 외부로 투과시키기 위해 투명 에폭시, 실리콘 또는 형광체 혼합물 중 선택된 어느 하나로 이루어져 있으며, 이는 상기 LED 칩(30)에서 발생하는 열의 일부분 즉, 상기 리드 프레임(50)을 통해 방열되는 열 이외의 열을 외부로 방열시키는 역할 또한 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지 구조를 나타낸 단면도.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 변형예들을 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 패키지 20 : 몰딩재

30 : LED 칩 40 : 전극 연결부

50 : 리드 프레임 55 : 요철 패턴

Claims (3)

1. 한 쌍 이상의 리드 단자로 형성된 리드프레임;

   상기 리드프레임의 일부를 내부에 수용하고, 빛이 방사되도록 오픈된 방사창을 가지도록 형성된 패키지;

   상기 패키지 내부에 위치하는 리드프레임 상에 실장된 LED 칩;

   상기 LED 칩과 상기 리드 프레임의 통전을 위한 전극 연결부; 및

   상기 패키지 내부에 충진되어 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩재;를 포함하되,

   상기 리드프레임은 표면 상에 오목부와 볼록부로 이루어진 하나 이상의 요철패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 요철은 상기 LED 칩이 실장되는 영역을 제외한 나머지 영역의 리드프레임 표면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 요철은 상기 전극 연결부가 본딩되는 영역을 제외한 나머지 영역의 리드프레임 표면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.

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