KR20100002665A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

Abstract

패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 실장되는 LED칩을 포함하되; 상기 패키지 몸체는 BaSO₄를 포함하는 발광 다이오드 패키지가 제공된다. 상기 패키지 몸체는 BaSO₄가 믹싱되어 성형되거나, 그 표면에 BaSO₄가 코팅될 수 있다.

발광 다이오드 패키지에서 믹싱 또는 코팅을 통해 패키지 몸체가 BaSO₄를 포함하게 함으로써, LED 칩으로부터 방출되는 광이 패키지 몸체에서 반사되어 외부로 효과적으로 방출되게 함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다.

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Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 상세하게는 믹싱 또는 코팅을 통해 패키지 몸체가 BaSO₄를 포함하게 함으로써 패키지 몸체의 반사율을 높여서 광효율을 향상시킨 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode, 이하 ‘LED'라 함)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, LED는 저전압, 저전류로 연속 발광이 가능하고 소비전력이 작은 이점 등 기존의 광원에 비해 많은 이점을 갖고 있다.

위와 같은 LED는 통상 패키지 구조로 제조되며, 그 중에는, 인쇄회로기판(PCB)에 LED칩을 실장하고, 그 LED칩을 투명의 수지로 봉지한 구조의 LED 패키지가 공지되어 있다. 또한, 인쇄회로기판 대신에 세라믹 또는 PPA(polyphthalamide) 수지재에 의해 지지된 리드 프레임 상에 LED칩이 실장된 구조의 다른 패키지들도 공지되어 있다.

발광 다이오드 패키지에 많이 사용되고 있는 리플렉터 하우징 구조는 몰딩을 위한 구조적 확보, 그리고 별도의 구조물 설치를 위한 목적, 지향각을 컨트롤하는데 유리하다.

이러한 하우징 구조의 발광 다이오드 패키지에서 중요한 것은 LED 칩으로부터 방출되는 광을 얼마나 효율좋게 반사시켜 충분히 외부로 빛을 방출시키는데 있다.

현재 사용되고 있는 재료로서는 폴리머 수지계, 예를 들면 PPA, LCP, SPS 등 많은 수지들이 있고, 세라믹을 사용하기도 하며, 메탈등을 사용하기도 한다. 이러한 재료들은 그대로 사용되기도 하지만, 이 재료에 반사율이 좋은 Ag 또는 Al을 코팅하기도 한다. 그러나 이러한 재료들은 산화되기도 쉽고 특히 폴리머 수지에 메탈 코팅 자체가 어렵거나 불가능한 경우가 있다. 또한, 폴리머 수지등은 열에 의한 황변이 발생되어 초기보다 시간이 갈수록 더 광효율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 다이오드 패키지에서 LED칩으로부터 방출되는 광을 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 패키지 몸체; 상 기 패키지 몸체에 실장되는 LED칩을 포함하되; 상기 패키지 몸체는 BaSO₄를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지가 제공된다.

바람직하게는, 상기 패키지 몸체는 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지 중 어느 하나에 상기 BaSO₄가 믹싱되어 성형될 수 있다.

바람직하게는, 상기 패키지 몸체는 폴리머계 수지와 상기 BaSO₄의 믹싱 비율이 100:0.1 내지 100:50의 범위에 있을 수 있다.

바람직하게는, 상기 발광 다이오드 패키지는, 상기 패키지 몸체는 리드 프레임 또는 PCB를 포함하며, 상기 리드 프레임 또는 PCB는 상기 BaSO₄가 믹싱되어 성형된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 발광 다이오드 패키지는, 상기 패키지 몸체에 형성되는 반사구조를 더 포함하되, 상기 반사구조는 상기 BaSO₄가 믹싱되어 성형된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 패키지 몸체는 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지 중 어느 하나로 성형되되, 그 표면에 상기 BaSO₄가 코팅된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 패키지 몸체는 상기 BaSO₄가 0.01㎜ 내지 5㎜의 두께로 코팅된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 발광 다이오드 패키지는, 상기 패키지 몸체는 리드 프레 임 또는 PCB를 포함하되, 상기 리드 프레임 또는 상기 PCB의 표면에 상기 BaSO₄가 코팅된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 발광 다이오드 패키지는, 상기 패키지 몸체에 형성되는 반사구조를 더 포함하되, 상기 반사구조는 그 표면에 상기 BaSO₄가 코팅된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 발광 다이오드 패키지는, 형광체를 포함하는 몰딩부를 더 포함하되, 상기 형광체는 상기 BaSO₄로 코팅처리된 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 발광 다이오드 패키지에서 믹싱 또는 코팅을 통해 패키지 몸체가 BaSO₄를 포함하게 함으로써, LED 칩으로부터 방출되는 광이 패키지 몸체에서 반사되어 외부로 효과적으로 방출되게 함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 리드 프레임, PCB, 반사구조 등에 믹싱 또는 코팅을 통해 패키지 몸체가 BaSO₄를 포함하게 함으로써, LED 칩으로부터 방출되는 광이 리드 프레임, PCB 또는 반사구조에서 반사되어 외부로 효과적으로 방출되게 함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 형광체를 BaSO₄로 코팅처리함으로서, LED 칩으로부터 방출되는 광이 외부로 효과적으로 방출되게 함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 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 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(2)는 리드 프레임으로 형성되어 외부 전극들에 연결되는 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13) 및 이것과 일체로 성형된 패키지 몸체(11)를 구비한다.

상기 패키지 몸체(11)는 BaSO₄가 포함된 세라믹, 액정폴리머(LCP), SPS, PPS와 같은 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지의 재질로 이루어지며, 내부 구조는 다양한 형태로 설계될 수 있다. 상기 패키지 몸체(11)가 BaSO₄를 포함하여 제조되기 위해서는 믹싱 또는 코팅 방법이 사용될 수 있다.

믹싱 방법은 세라믹, 액정폴리머(LCP), SPS, PPS와 같은 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지의 재질에 BaSO₄를 믹싱하여 일정한 형태의 패키지 몸체(11)로 성형하는 것이다.

코팅 방법은 세라믹, 액정폴리머(LCP), SPS, PPS와 같은 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지의 재질을 사용하여 일정한 형태의 패키지 몸 체(11)로 성형한 후 그 표면에 BaSO₄를 PVA와 같은 물질과 혼합하여 코팅하는 것이다.

믹싱 또는 코팅을 통해 상기 패키지 몸체(11)에 BaSO₄가 함유 또는 코팅됨에 따라 반사율이 향상되고, 열적 안정성이 좋아지기 때문에 시간 경과에 따른 광효율 저하도 막을 수 있다.

상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)은 각각의 일단이 근접하여 대향하도록 배치되며, 타단은 서로 반대방향으로 연장하여 패키지 몸체(11)의 외부로 돌출된다. 도면상에 상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)의 타단이 패키지 몸체(11)의 외부로 돌출되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌바 상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)은 패키지 몸체(11)를 상하로 관통하는 비아(via, 미도시)를 통해 외부 전극에 각각 전기적으로 연결될 수도 있다.

상기 패키지 몸체(11)는 상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)의 적어도 일부를 둘러싸서 상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)을 고정시킨다. 또한, 상기 패키지 몸체(11)는 상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)을 노출시키는 캐비티(15)를 갖는다. 상기 캐비티(15)의 내측벽(111)의 안쪽면은 LED칩(14)에서 방출된 빛을 외부로 반사하도록 일정한 경사면(111)을 갖는다.

상기 LED칩(14)은 상기 캐비티(15)의 바닥면에 실장된다. 이때, 도시한 바와 같이, 상기 LED칩(14)은 상기 제1 리드 프레임(12) 상에 도전성 접착제에 의해 부착될 수 있다. 상기 도전성 접착제는 은 에폭시(Ag epoxy)일 수 있다. 이에 더하여, 상기 LED칩(14)은 본딩와이어(W)를 통해 제2 리드 프레임(13)에 접속될 수 있다. 이에 따라, 상기 LED칩(14)은 상기 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)에 전기적으로 연결된다.

상기 캐비티(15)에는 액상의 수지, 예컨대 실리콘 수지 또는 에폭시 수지가 채워진 후 경화되어 몰딩재(16)가 형성된다. 상기 몰딩재(16)는 상기 캐비티(15)의 바닥면에 실장된 LED칩(14) 상부를 덮는다. 또한, 몰딩재(16)는 두개의 본딩와이어(W)를 덮을 수 있다. 본 실시예에서 제1 리드 프레임(12) 및 제2 리드 프레임(13)과 LED칩(14)을 연결하기 위한 본딩와이어(W)를 두개의 본딩와이어로 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 몰딩재(16)는 적어도 하나의 형광체(미도시)를 함유할 수 있다. 이러한 형광체는 LED칩(14)에서 방출된 빛의 파장을 변환시키기 위해 채택된다.

상기 패키지 몸체(11)의 제조 방법 및 그 반사특성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

상기 패키지 몸체(11)는 믹싱 방법을 통해 반사특성 개선을 위한 BaSO₄를 함유할 수 있다. 상기 패키지 몸체(11)의 재질로는 폴리머계 수지가 사용될 수 있다. 이외에도 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지가 사용될 수 있다. 이들 재질에 BaSO₄를 믹싱하여 일정 형태의 패키지 몸체(11)를 성형한다. 이때, 상기 패키지 몸 체(11)를 구성하는 폴리머계 수지와 BaSO₄의 믹싱 비율은 100:0.1 내지 100:50가 적절하다. 실험결과 100:5 비율에서 최대의 광효율을 가지며, 종래의 발광 다이오드 패키지에 대비하여 30%정도 향상된 것으로 확인되었다.

상기 패키지 몸체(11)는 코팅 방법을 통해 반사특성 개선을 위한 BaSO₄를 함유할 수 있다. 상기 패키지 몸체(11)의 재질로는 폴리머계 수지가 사용될 수 있다. 이외에도 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지가 사용될 수 있다. 우선, 이들 재질을 일정 형태의 패키지 몸체(11)를 성형한다. 이후, 패키지 몸체(11)에 BaSO₄를 코팅한다. 이때, 상기 패키지 몸체(11)에 코팅되는 BaSO₄의 코팅 두께는 0.01㎜ 내지 5㎜가 적절하다. 실험결과 0.5㎜의 두께로 코팅하였을 때 최대의 광효율을 가지며, 종래의 발광 다이오드 패키지에 비하여 34% 정도 향상된 것으로 확인되었다.

본 발명에 대해서 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형이 가능함을 이해할 것이다.

예를 들어, 본 발명의 일실시예에서는 LED칩으로부터 방출되는 광에 대한 반사특성을 개선하기 위해 BaSO₄를 믹싱 또는 코팅방법을 통해 패키지 몸체에 포함시키는 것에 대하여 설명하였으나, 패키지 몸체 외에도 LED 칩으로부터 방출되는 광에 대하여 반사특성에 영향을 줄수 있는 다른 구성요소들, 예를 들어, LED 칩이 탑 재되는 리드 프레임, PCB, 반사구조에 BaSO₄를 믹싱 또는 코팅방법을 통해 형성할 수 있다.

또한, 형광체가 포함하여 LED 칩을 덮도록 형성되는 몰딩부에 BaSO₄를 함유시킬 수 있다. 또한, 몰딩부에 BaSO₄로 코팅처리된 형광체를 사용할 수 도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.

Claims (10)

1. 패키지 몸체;

   상기 패키지 몸체에 실장되는 LED칩을 포함하되;

   상기 패키지 몸체는 BaSO₄를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 패키지 몸체는 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지 중 어느 하나에 상기 BaSO₄가 믹싱되어 성형된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 패키지 몸체는 폴리머계 수지와 상기 BaSO₄의 믹싱 비율이 100:0.1 내지 100:50의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지는,

   상기 패키지 몸체는 리드 프레임 또는 PCB를 포함하며,

   상기 리드 프레임 또는 PCB는 상기 BaSO₄가 믹싱되어 성형된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지는,

   상기 패키지 몸체에 형성되는 반사구조를 더 포함하되,

   상기 반사구조는 상기 BaSO₄가 믹싱되어 성형된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 패키지 몸체는 폴리머계 수지, 세라믹, 에폭시 또는 실리콘계 수지 중 어느 하나로 성형되되,

   그 표면에 상기 BaSO₄가 코팅된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 패키지 몸체는 상기 BaSO₄가 0.01㎜ 내지 5㎜의 두께로 코팅된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
8. 청구항 6에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지는,

   상기 패키지 몸체는 리드 프레임 또는 PCB를 포함하되,

   상기 리드 프레임 또는 상기 PCB의 표면에 상기 BaSO₄가 코팅된 것을 특징으 로 하는 발광 다이오드 패키지.
9. 청구항 6에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지는,

   상기 패키지 몸체에 형성되는 반사구조를 더 포함하되,

   상기 반사구조는 그 표면에 상기 BaSO₄가 코팅된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
10. 청구항 6에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지는,

    형광체를 포함하는 몰딩부를 더 포함하되,

    상기 형광체는 상기 BaSO₄로 코팅처리된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.

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