KR100772433B1 - 반사면을 구비하는 리드단자를 채택한 발광 다이오드패키지 - Google Patents

반사면을 구비하는 리드단자를 채택한 발광 다이오드패키지 Download PDF

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Abstract

반사면을 구비하는 리드단자를 채택한 발광 다이오드 패키지가 개시된다. 이 패키지는 서로 이격된 제1 리드단자 및 제2 리드단자를 포함한다. 상기 제1 리드단자는 발광 다이오드 칩 실장 영역을 포함하는 저부 및 상기 저부에서 절곡되어 형성된 적어도 하나의 반사면을 갖는다. 한편, 패키지 본체가 상기 제1 및 제2 리드단자들을 지지하고, 상기 제2 리드단자의 일부, 및 상기 제1 리드단자의 발광 다이오드 칩 실장 영역과 반사면을 노출시키는 캐비티를 형성한다. 상기 제1 및 제2 리드단자들은 각각 상기 패키지 본체의 외부로 연장된다. 이에 따라, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사율이 높은 반사면에서 반사시킬 수 있어 패키지의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
발광 다이오드, 측면 발광 다이오드, 가시각, 발광 효율, 리드프레임, 리드단자, 반사면

Description

반사면을 구비하는 리드단자를 채택한 발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE EMPLOYING LEAD TERMINAL WITH REFLECTING SURFACE}
도 1은 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위해 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위해 도 4의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 제1 리드단자들을 설명하기 위해 간략화된 사시도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 제1 리드단자를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명 하기 위한 개략도들이다.
도 9는 본 발명의 상기 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 제조하기 위해 사용되는 리드 프레임을 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 리드 프레임의 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도들이다.
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사면을 구비하는 리드단자를 채택한 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드 칩을 이용하는 광원 시스템은 사용하고자 하는 용도에 따라 여러 형태의 패키지에 발광 다이오드(LED) 칩을 실장하여 형성한다. 측면 발광 다이오드 패키지는 도광판의 측면에 배치되어, 도광판에 평행하게 빛을 제공하기 때문에 각종 디스플레이용 백라이트 조명에 주로 사용된다.
도 1 및 도 2는 종래의 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도 및 사시도이고, 도 3은 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 측면 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드 단 자 즉, 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 리드단자들은 인청동판으로 제작된 리드프레임으로부터 형성되며, 그 표면은 광반사율을 높이기 위해 은(Ag) 도금되어 있다. 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)은 패키지 본체(15)에 의해 지지된다. 패키지 본체(15)는 일반적으로 폴리프탈아미드(Polyphthalamide; PPA)로 리드단자들을 삽입몰딩하여 형성된다.
설명의 편의상, 패키지 본체(15)는 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)의 위치를 기준으로 상부 패키지 본체(15a)와 하부 패키지 본체(15b)로 구분될 수 있다.
상부 패키지 본체(15a)는 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)을 노출시키는 캐비티(cavity, 16)를 갖는다. 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)은 캐비티(16)의 바닥, 즉 하부 패키지 본체(15b) 상에 위치하며, 캐비티 내에서 서로 이격되어 있다. 또한, 제1 및 제2 리드단자들(11, 13)은 외부 전원에 전기적으로 연결되기 위해 각각 패키지 본체(15)의 외부로 돌출되어 있다. 외부로 돌출된 리드단자들(11, 13)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 절곡될 수 있다. 도 1 및 도 2는 표면 실장을 위해 패키지 본체(15)의 하부면에서 측면으로 절곡된 리드단자들(11, 13)을 도시하고 있다.
캐비티(16) 내의 제1 리드단자(11) 상에 발광 다이오드 칩(17)이 실장되어 그것에 전기적으로 연결되며, 또한 본딩와이어에 의해 제2 리드단자(13)에 전기적으로 연결된다. 캐비티(16)는 투광성 수지(23)로 채워질 수 있으며, 투광성 수지 내에 형광체들이 함유될 수 있다.
종래의 측면발광 다이오드 패키지는 기다란 형상의 캐비티(16)를 마련하고, 측벽들, 특히 장축방향의 측벽들(15w)을 경사지게 형성하여 장축 방향의 지향각(viewing angle)을 넓힌다. 이에 따라, 디스플레이용의 백라이트에 적합한 측면발광 다이오드 패키지가 제공되며, 발광 다이오드 칩 및 형광체의 적절한 선택에 의해 백색광을 방출하는 측면 발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다.
그러나, 종래기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩에서 내벽들(15w)로 방출된 광이 반사율이 낮은 패키지 본체의 내벽들(15w)에서 흡수, 산란되어 광효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 발광 다이오드 칩에서 직접 패키지 본체(15)로 입사된 광에 의해 PPA 재질의 패키지 본체 내벽이 변색되어, 사용시간이 증가함에 광효율이 더욱 감소하며, 그 결과 사용 수명이 짧아진다.
또한, PPA와 같은 재질로 형성된 패키지 본체(15)는 열방출 성능이 좋지 않기 때문에, 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 외부로 쉽게 방출하지 못한다. 그 결과, 발광 다이오드 칩이 구동되는 동안, 발광 다이오드 칩의 접합온도가 증가하며, 발광 효율이 감소된다.
한편, 형광체를 함유하는 투광성 수지(23)로 캐비티(16)를 채울 경우, 투광성 수지(23)의 상부면이 오목하게 형성되어 광 효율이 감소되며, 이를 해결하기 위해 투광성 수지(23)의 양을 증가시킬 경우, 투광성 수지(23)가 패키지 본체(15)의 상부면보다 위로 돌출하게 되어 외력에 의해 손상될 위험이 있다. 따라서, 형광체를 함유하는 액상 수지를 발광 다이오드 칩 상에 소량 도팅하여 캐비티(16) 내에 한정된 파장 변환재를 형성하는 방법이 연구되고 있으나, 캐비티(16)의 바닥면이 평평하여 액상 수지가 흘러내리기 때문에 볼록한 형상의 파장 변환재를 형성하는 것이 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 발광 다이오드 칩에서 방출된 광에 의해 패키지 본체의 내벽이 변색되는 것을 완화할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 형광체를 함유하는 액상 수지를 도팅하여 파장변환재를 쉽게 형성할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명은 반사면을 구비한 리드단자를 채택한 발광 다이오드 패키지를 제공한다. 본 발명의 실시예들에 따른 상기 발광 다이오드 패키지는, 캐비티 내에 발광 다이오드 칩을 실장하여 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 소정의 지향각 내로 방출시키는 발광 다이오드 패키지로, 서로 이격된 제1 리드단자 및 제2 리드단자를 포함한다. 상기 제1 리드단자는 발광 다이오드 칩 실장 영역을 포함하는 저부와, 상기 저부에서 절곡되어 형성된 적어도 하나의 반사면을 갖는다. 한편, 패키지 본체가 상기 제1 및 제2 리드단자들을 지지하고, 상기 제2 리드단자의 일부, 및 상기 제1 리드단자의 발광 다이오드 칩 실장 영역과 반사면을 노출시키는 캐비티를 형성한다. 상기 제1 및 제2 리드단자들은 각각 상기 패키지 본체의 외부로 연장된 다. 상기 제1 및 제2 리드단자들은 금속판(metal plate)을 가공하여 형성된 리드프레임으로부터 제공되는 것으로, 일반적으로 반사율이 높은 재료로 도금되어 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사율이 높은 반사면에서 반사시킬 수 있어 패키지의 광 효율을 향상시킬 수 있으며, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광에 의해 패키지 본체가 변색되는 것을 방지 또는 완화시킬 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 리드단자는 상기 저부로부터 절곡되어 형성된 단차부 및 상기 저부와 상기 단차부 사이에 상기 반사면을 형성하는 제1 경사면을 포함한다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드 칩 실장영역에 실장된 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 상기 제1 경사면에서 반사되므로, 발광효율이 향상되며, 상기 제1 경사면에 의해 광이 차단되어 패키지 본체의 변색이 방지된다.
한편, 상기 캐비티는 기다란 형상일 수 있다. 이때, 상기 제1 리드단자의 제1 경사면은 상기 캐비티의 장축방향을 가로지르며, 상기 패키지 본체의 단축방향의 내벽들과 만나거나 또는 상기 내벽들과 만나기 전에 종단될 수 있다. 이에 따라, 측면발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 리드단자는 상기 저부로부터 절곡되어 형성되고 상기 제1 경사면에 대향하여 위치하는 제2 경사면을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 패키지 본체의 양측 내벽이 변색되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 발광 다이오드 패키지의 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 상기 제1 리드단자는 상기 저부로부터 절곡되어 형성되고 상기 제1 및 제2 경사면들에 인접하는 제3 및 제4 경사면들을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 칩 둘레에 반사면들이 형성되어 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 패키지 본체의 변색을 더욱 방지할 수 있다.
한편, 발광 다이오드 칩이 상기 저부의 발광 다이오드 칩 실장 영역 내에 실장되고, 본딩 와이어가 상기 발광 다이오드 칩과 상기 제2 리드단자를 연결할 수 있다. 또한, 파장변환재가 상기 발광 다이오드 칩을 둘러싼다. 상기 파장변환재는 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 파장을 변환시키는 형광체를 함유한다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드 칩과 형광체의 조합에 의해 다양한 색의 광을 구현할 수 있으며, 특히 백색광을 구현할 수 있다.
상기 파장변환재는 상기 제1 리드단자의 저부 및 상기 경사면들 내에 한정되어 위치할 수 있다. 상기 파장변환재는 액상 수지를 도팅하여 형성될 수 있으며, 이때 상기 저부 및 상기 경사면들 내에 한정되므로, 상기 파장변환재가 패키지 본체의 상부면보다 위로 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 더하여, 투명 몰딩부가 상기 캐비티를 채워 상기 파장변환재를 봉지할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 리드단자는 상기 저부에서 상측으로 대향되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들을 갖는다. 이때, 상기 반사면은 상기 날개부들에 의해 형성된 경사면들을 포함한다. 이에 따라, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 반사효율을 높일 수 있어 패키지의 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 패키지 본체의 변색을 방지할 수 있다.
한편, 상기 패키지 본체는 상기 날개부들과 함께 상기 캐비티를 이루는 내벽을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 패키지 본체의 측벽 두께가 감소되고, 상기 날개부들을 통해 열이 방출될 수 있어 발광 다이오드 패키지의 방열 성능이 향상된다.
대칭적인 양측 반사면들을 형성하기 위해, 상기 날개부들은 그것이 연결된 저부를 중심으로 대칭구조를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 저부의 한쪽에 연결된 날개부가 반대쪽에 연결된 날개부에 비해 더 넓은 폭을 가질 수도 있다. 이에 따라, 패키지에서 방출되는 광의 분포를 다양하게 조절할 수 있다.
한편, 상기 날개부들 중 적어도 하나는 상기 저부로부터 멀어질수록 폭이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 상기 양측 반사면들 사이에 위치하는 내벽이 경사진 경우, 상기 폭이 넓어지는 날개부에 의해 더 넓은 반사면을 형성할 수 있다.
상기 날개부들의 바깥면은 상기 패키지 본체에 의해 덮일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 날개부들의 바깥면들 중 적어도 일부는 외부에 노출될 수 있다. 노출된 날개부들은 발광 다이오드 패키지의 열방출 성능을 더욱 향상시킨다.
한편, 상기 제2 리드단자는 저부 및 상기 저부에서 상측으로 대향되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들을 가질 수 있다. 상기 제2 리드단자의 날개부들은 각각 상기 제1 리드단자의 날개부들에 나란하게 배치된다. 이때, 상기 패키지 본체는 상기 제1 및 제2 리드단자들의 날개부들과 함께 상기 캐비티를 이루는 내벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 캐비티는 기다란 형상일 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 리드단 자들의 날개부들에 의해 형성된 양측 반사면들은 상기 캐비티의 장축 방향을 따라 그 양 측면에 배치될 수 있다. 따라서, 넓은 면들에 날개부들을 배치하여 광 반사효율을 높일 수 있다.
발광 다이오드 칩은 상기 제1 리드단자의 저부의 발광 다이오드 칩 실장영역 내에 실장되고, 본딩 와이어가 상기 발광 다이오드와 상기 제2 리드단자를 연결한다. 이에 더하여, 다른 본딩 와이어가 상기 발광 다이오드와 상기 제1 리드단자를 전기적으로 연결할 수도 있다.
한편, 파장변환재가 상기 발광 다이오드를 덮을 수 있다. 상기 파장변환재는 형광체를 함유하여 상기 발광 다이오드에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장변환시킨다.
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 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 도 4의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 측면 발광 다이오드 패키지에 적용 가능한 다양한 제1 리드단자들을 나타내며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지에 적용 가능한 제1 리드단자를 나타낸다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 측면 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드 단자 즉, 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)을 포함한다. 상기 제1 리드단자(51)는 저부(51b), 상기 저부로부터 절곡되어 형성된 단차부(51a) 및 상기 저부와 상기 단차부 사이에 형성된 제1 경사면(51c)을 갖는다(도 6(a) 참조). 상기 저부(51b)는 발광 다이오드 칩 실장영역을 포함한다. 한편, 상기 제2 리드단자(53)는 상기 제1 리드단자(51)로부터 이격되어 위치하며, 상기 제1 리드단자(51)의 단차부(51a)와 동일한 레벨에 위치할 수 있다.
제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 인청동판과 같은 금속판을 가공하여 제작된 리드프레임으로부터 형성되며, 특히 상기 제1 리드단자(51)의 단차부(51a) 및 제1 경사면(51c)은 리드프레임의 일부를 절곡하여 형성된다. 상기 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 반사율을 향상시키기 위해 Ag, Gu, Ni, Au, Al합금, Mg합금 또는 Al과 Mg의 합금 등이 도금될 수 있다.
한편, 상기 제1 리드단자(51)는 상기 저부(51b)로부터 절곡되어 형성되고, 상기 제1 경사면(51c)에 대향하여 위치하는 제2 경사면(51d)을 더 포함할 수 있다(도 6(b) 참조). 이에 더하여, 상기 제1 리드단자(51)는 상기 제2 경사면(51d)으로부터 연장되고, 상기 단차부(51a)와 동일한 레벨에서 평행하게 위치하는 단부(51e)를 더 포함할 수 있다(도 6(c) 참조). 상기 단부(51e)는 매끄러운 바닥면을 제공하여 광 반사율을 향상시킨다.
상기 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 패키지 본체(55)에 의해 지지된다. 패키지 본체(55)는 리드단자들(51, 53)을 삽입몰딩하여 형성될 수 있다. 편의상, 패키지 본체(55)를 제1 리드단자의 단차부(51a) 및 제2 리드단자(53)의 위치를 기준으로 상부 패키지 본체(55a)와 하부 패키지 본체(55b)로 구분하기로 한다.
상기 패키지 본체(55)는 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)을 노출시키는 기다란 형상의 캐비티(56)를 가질 수 있으며, 캐비티(56)에 의해 제1 리드단자의 저부(51b) 및 경사면들(51c, 51d)이 노출되고, 상기 제2 리드단자(53)의 일부가 노출된다. 또한, 상기 제1 리드단자의 단차부(51a)의 일부가 노출될 수 있다. 이하에서, 상기 기다란 형상의 캐비티(56)의 길이 방향을 장축방향으로 정의하고 그것에 수직한 방향을 단축방향으로 정의한다.
제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 캐비티(56) 내에서 서로 이격되어 위치한다. 또한, 제1 및 제2 리드단자들(51, 53)은 외부 전원에 전기적으로 연결되기 위해 각각 패키지 본체(55)의 측벽을 관통하여 외부로 연장되어 있다. 외부로 연장된 리드단자들(51, 53)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 절곡될 수 있다. 여기서는 표면 실장을 위해 패키지 본체(55)의 하부면에서 측면으로 절곡된 리드단자들(51, 53)을 도시하고 있다.
한편, 상기 제1 리드단자의 저부(51b)는 하부 패키지 본체(55b) 쪽으로 내려가 위치하며, 이에 따라 상기 캐비티(56)의 바닥에 오목부가 형성된다. 한편, 상기 제1 리드단자의 제1 경사면(51c)은 상기 캐비티(56)의 장축방향을 가로지르며, 상기 패키지 본체(55)의 단축방향의 내벽들과 만나거나 또는 상기 내벽들과 만나기 전에 종단된다. 즉, 상기 캐비티(56)에 의해 노출된 상기 제1 경사면(51c)은 연속 적이지 않고 단속적이다. 따라서, 단축방향의 지향각 특성을 변화시키지 않으면서, 장축방향의 반사율을 높일 수 있으며, 장축방향과 단축방향의 광분포를 별개로 제어하는 것이 가능하다. 상기 제1 리드단자의 제2 경사면(51d) 또한 상기 캐비티(56)의 장축방향을 가로지르며, 상기 패키지 본체(55)의 단축방향의 내벽들과 만나거나 또는 상기 내벽들과 만나기 전에 종단된다. 즉, 상기 제2 경사면(51d)은 상기 제1 경사면(51c)과 대칭적으로 형성되며, 이에 따라 대칭성을 갖는 광분포를 얻을 수 있다.
상기 저부(51b)의 발광 다이오드 칩 실장 영역 내에 발광 다이오드 칩(57)이 실장되고, 본딩와이어(59)에 의해 제2 리드단자(53)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩(57)에서 패키지 본체(55)의 장축 방향의 내벽(55w)으로 방출된 광은 상기 패키지 본체(55)의 내벽(55w)에 도달하기 전, 제1 리드단자(51)의 제1 경사면(51c) 및 제2 경사면(51d)에서 반사된다. 상기 제1 리드단자(51)는 반사율이 높은 금속으로 도금되어 있으므로, PPA와 같은 플라스틱으로 형성된 패키지 본체에 비해 반사율이 높다. 따라서, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 일부가 높은 반사율을 갖는 경사면들(51c, 51d)에서 반사되므로, 측면 발광 다이오드 패키지의 발광효율이 향상된다. 또한, 패키지 본체의 내벽으로 직접 입사되는 광량을 감소시킬 수 있어, 패키지 본체(55)의 내벽이 변색되는 것을 완화할 수 있고, 그 결과 패키지 수명을 연장시킬 수 있다.
한편, 단축방향의 반사율을 향상시키고, 단축방향의 패키지 본체(55)의 내벽의 변색을 방지하기 위해, 상기 제1 리드단자는 상기 저부(51b)로부터 캐비티(56) 의 단축방향의 양쪽으로 각각 연장된 날개부들(51f)을 포함할 수 있다(도 7 참조). 상기 날개부들은 상기 저부로부터 절곡되어 제3 및 제4 경사면들을 형성하고, 또한 상기 제3 및 제4 경사면들은 상기 캐비티(56) 내에 노출된다. 상기 날개부들(51f)은 제1 및 제2 경사면들(51c, 51d)과 떨어져 있으므로, 다른 경사각을 갖도록 절곡될 수 있어, 단축방향의 반사특성과 장축방향의 반사특성을 개별적으로 조절할 수 있다. 상기 날개부들의 특징에 대해서는 도 8 내지 도 12를 참조하여 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
다시 도 5를 참조하면, 형광체를 함유하는 파장변환재(63)가 상기 발광 다이오드 칩(57) 상에 형성될 수 있다. 상기 파장변환재는 형광체를 함유하는 액상 수지를 상기 저부(51b) 상에 형성된 오목부 내에 도팅함으로써 형성될 수 있으며, 따라서 상기 오목부 내에 한정되어 볼록한 형상을 갖는 파장변환재(63)가 형성될 수 있다. 종래의 측변 발광 다이오드 패키지는 바닥면이 평평하기 때문에 액상 수지를 도팅하여 파장 변환재를 형성하는 것이 어려우나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 캐비티(56) 내에 오목부가 형성되기 때문에 상기 캐비티 내에 한정되는 파장변환재를 액상 수지를 사용하여 쉽게 형성할 수 있다.
상기 파장 변환재(63)는, 예컨대 에폭시 또는 실리콘 수지로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드 칩(57)에서 방출된 광, 예컨대 청색광을 황색광으로 변환시키는 형광체를 함유할 수 있으며, 이에 따라 백색광을 방출하는 측면발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩(57) 및 형광체는 다양하게 선택될 수 있으며, 이에 따라 다양한 색상의 광을 구현할 수 있다.
한편, 상기 파장변환재(53)로 상기 캐비티(56)를 채울 수도 있으며, 상기 오목부 내에 파장변환재(53)를 형성한 후, 상기 캐비티 내에 투명 몰딩부(57)를 추가적으로 형성하여 캐비티(56)를 채울 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도들이다. 여기서 (a)는 패키지 본체를 투시하여 나타낸 평면도이고, (b)는 (a)의 절취선 C-C를 따라 취해진 단면도이고, (c)는 (a)의 절취선 D-D를 따라 취해진 단면도로 날개부들을 점선으로 표시하였다.
도 8을 참조하면, 상기 측면 발광 다이오드 패키지는 한 쌍의 리드 단자 즉, 제1 및 제2 리드단자들(71, 73)을 포함한다. 제1 및 제2 리드단자들(71, 73)은 인청동판과 같은 금속판으로 제작된 리드프레임으로부터 형성되며, 반사율을 향상시키기 위해 Ag, Cu, Ni, Au, Al합금, Mg합금, 또는 Al과 Mg의 합금 등이 도금될 수 있다.
상기 제1 리드단자(71)는 발광 다이오드 칩 실장영역을 포함하는 저부(71a)와 상기 저부에서 상측으로 대향 되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들(71w)을 포함한다. 상기 경사면들은 발광 다이오드 칩 실장 영역의 양측 반사면들을 형성한다. 한편, 상기 제2 리드단자(73)는 저부(73a)와 상기 저부(73a)에서 상측으로 대향 되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들(73w)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 리드단자(71, 73)는 서로 이격되어 배치되며, 그 날개부들(71w, 73w)이 서로 나란하게 배치되어 상기 양측 반사면들을 형성할 수 있다. 상기 날개부들(71w, 73w)은 각각, 도시된 바와 같이, 그것이 연결된 상기 저부 들(71a, 73a)을 중심으로 대칭구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 대칭성을 갖는 광분포를 얻을 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 날개부들(71w, 73w)은 각각 서로 다른 폭을 갖는 비대칭구조일 수 있다.
한편, 패키지 본체(75)가 상기 제1 및 제2 리드단자(71, 73)에 결합되어 그들을 지지한다. 패키지 본체(75)는 리드단자들(71, 73)을 삽입몰딩하여 형성될 수 있다. 상기 패키지 본체(75)는 제1 및 제2 리드단자들(71, 73)의 하부면을 덮고, 상기 날개부들(71w, 73w)의 바깥면을 감싼다. 또한, 패키지 본체(75)는 상기 제1 리드단자의 저부(71a)와 제2 리드단자의 저부(73a) 사이의 틈(gap)을 채우고, 또한 날개부들(71w)과 날개부들(73w) 사이의 틈(gap)들을 채울 수 있다. 이에 더하여, 상기 패키지 본체(75)는 상기 날개부들(71w, 73w)의 상면들을 덮을 수 있다.
제1 및 제2 리드단자들(71, 73)은 외부 전원에 전기적으로 연결되기 위해 각각 패키지 본체(75)의 외부로 연장된다. 외부로 연장된 리드단자들(71, 73)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 절곡될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 리드단자의 날개부들(71w, 73w)은 서로 나란하게 배치되어 양측 반사면들을 형성하고, 상기 패키지 본체(75)는 상기 날개부들과 함께 캐비티의 내벽을 형성할 수 있다. 특히, 상기 패키지 본체(75)는 상기 날개부들(71w, 73w)에 의해 형성된 양측 반사면들을 연결하는 양측면들의 내벽들(75w)을 형성한다. 상기 내벽들(75w)은, 도시된 바와 같이, 경사지게 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 리드단자(71, 73)의 저부들(71a, 73a)은 상기 캐비티의 바닥면을 형성한다. 이에 따라, 도 8 (a)에 도시된 바와 같이 캐비티가 형성된다.
한편, 발광 다이오드 칩(77) 상기 제1 리드단자(71)의 발광 다이오드 칩 실장영역 내에 실장되고, 본딩와어어(79)에 의해 제2 리드단자(73)에 연결된다. 상기 발광 다이오드 칩(77)은 두 개의 본딩와어어들(79)에 의해 제1 및 제2 리드단자(71, 73)에 각각 연결될 수 있으며, 도전성 접착제에 의해 제1 리드단자(71)에 전기적으로 연결되고, 하나의 본딩와어어(79)에 의해 제2 리드단자(73)에 전기적으로 연결될 수도 있다. 상기 제1 리드단자(71)는 발광 다이오드 칩(77)을 실장하기 위해 상기 제2 리드단자(73)에 비해 더 기다란 저부(71a)를 갖는다.
한편, 파장변환재(도시하지 않음)가 상기 발광 다이오드(77)를 덮을 수 있다. 상기 파장 변환재는, 예컨대 에폭시 또는 실리콘 수지로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드 칩(77)에서 방출된 광, 예컨대 청색광을 황색광으로 변환시키는 형광체를 함유하여 상기 발광 다이오드에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장변환시킨다. 상기 발광 다이오드 칩(77) 및 형광체는 다양하게 선택될 수 있으며, 이에 따라 다양한 색상의 광을 구현할 수 있다. 상기 파장변환재는 상기 캐비티 내부에 위치할 수도 있으며, 상기 캐비티 상부에 위치할 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 리드단자들이 캐비티의 바닥면 및 양측면들에 배치됨으로써 발광 다이오드 칩(77)에서 방출된 광의 반사효율을 높일 수 있다. 특히, 기다란 형상의 캐비티를 갖는 측면 발광 다이오드 패키지에 있어서, 상기 날개부들은 장축방향에 나란하게 형성되는 측면들에 위치함으로써 넓은 면적에 걸쳐 반사면들을 형성할 수 있다. 한편, 상기 날개부들(71w, 73w)은 패키지 본체(75)로 입사되는 광을 반사시킴으로써 광에 의해 패키지 본체(75)가 변색되는 것을 감소시킨다. 또 한, 날개부들을 통해 열을 방출할 수 있어 패키지의 방열성능이 향상된다. 이에 더하여, 상기 날개부들의 바깥면을 둘러싸는 패키지 본체(75)의 두께를 감소시킬 경우, 패키지 본체를 통한 열방출이 촉진되어 방열성능이 더욱 향상된다.
본 실시예에 있어서의 제1 및 제2 리드단자(71, 73)는 도 9에 도시된 바와 같은 리드프레임으로부터 제작될 수 있다. 즉, 인청동판과 같은 평평한 금속판을 펀칭 또는 프레스 가공하여 서로 이격된 제1 리드단자(71)와 제2 리드단자(73)가 형성된다. 상기 제1 및 제2 리드단자(71, 73)는 각각 저부들(71a, 73a)을 가지며, 그들의 양측으로부터 연장된 날개부들(71w, 73w)을 갖는다. 상기 날개부들(71w, 73w)이 위로 절곡됨으로써 양측 반사면들이 형성된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 리드단자들(71, 73)이 직사각형의 날개부들(71w, 73w)을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 10에 도시된 바와 같이, 저부(81a) 또는 저부(83a)로부터 멀어질수록 폭이 넓어지는 날개부들(81w, 83w)을 갖는 제1 및 제2 리드단자들(81, 83)이 사용될 수 있다. 폭이 넓어지는 날개부들(81w, 83w)은 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 내벽들(75w)이 경사지게 형성된 경우, 기다란 양측면들에 더 넓은 반사면들을 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도들이다. 여기서 (a)는 패키지 본체를 투시하여 나타낸 평면도이고, (b)는 (a)의 절취선 C-C를 따라 취해진 단면도이고, (c)는 (a)의 절취선 D-D를 따라 취해진 단면도로 날개부들을 점선으로 표시하였다. 편의상, 발광 다이오드 및 본딩와이어는 생략하였다.
도 11의 발광 다이오드 패키지는 도 8을 참조하여 설명한 측면발광 다이오드 패키지와 대체로 동일한 구성요소들을 갖는다. 다만, 날개부들(71w, 73w)의 바깥면이 패키지 본체(85)의 외부로 노출된 것에 차이가 있다. 즉, 본 실시예에 있어서, 날개부들(71w, 73w)의 바깥면 중 적어도 일부는 외부에 노출된다. 이에 따라, 패키지에서 발생된 열을 날개부들을 통해 외부로 방출할 수 있어 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 측면 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도들이다. 여기서 (a)는 패키지 본체를 투시하여 나타낸 평면도이고, (b)는 (a)의 절취선 C-C를 따라 취해진 단면도이고, (c)는 (a)의 절취선 D-D를 따라 취해진 단면도로 날개부들을 점선으로 표시하였다. 편의상, 발광 다이오드 및 본딩와이어는 생략하였다.
도 12의 발광 다이오드 패키지는 도 8을 참조하여 설명한 측면발광 다이오드 패키지와 대체로 동일한 구성요소들을 갖는다. 다만, 제1 리드단자(91)의 저부(91a), 제2 리드단자(93)의 저부(93a) 및 날개부들(91w, 93w)이 도 8의 대응되는 구성요소들에 비해 더 길게 형성되고, 상기 날개부들(91w, 93w)이 패키지의 양측면의 대부분을 구성한다. 한편, 패키지 본체(95)는 상기 제1 및 제2 리드단자들(91, 93)을 결합하여 지지한다. 상기 패키지 본체(95)는 상기 제1 및 제2 리드단자(91, 93)의 하부면들을 덮고, 그들 사이의 틈들을 채워 이들을 결합한다. 또한, 상기 패키지 본체(95)는 상기 날개부들(91w, 93w)에 의해 형성된 양측 반사면들 사이에 형성됨으로써 내벽들(95w)이 형성된다. 상기 내벽들(95w)은 경사지게 형성될 수 있 다.
본 실시예에 따르면, 날개부들(91w, 93w)의 폭을 거의 패키지 본체(95)의 폭까지 증가시킴으로써 열방출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 기다란 형상의 캐비티를 갖는 측면 발광 다이오드 패키지를 예로써 도시 및 설명하였으나, 본 발명은 측면발광 다이오드 패키지에 한정되는 것은 아니며, 플라스틱 패키지 본체 및 리드 프레임을 사용하는 다양한 유형의 패키지, 예컨대 원형 또는 사각형의 캐비티를 갖는 패키지에도 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 날개부들이 제1 리드단자에 한정되어 제공될 경우, 상기 제2 리드단자의 저부는 캐비티의 바닥면에 비해 좁은 폭을 가질 수 있다. 한편, 상기 제1 리드단자의 발광 다이오드 칩 실장영역이 상기 제2 리드단자의 저부의 양측을 둘러싸도록 연장될 수 있다. 이에 따라, 제1 리드단자의 날개부들에 의해 넓은 면적의 양측 반사면들을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 리드단자의 일부를 절곡하여 형성한 반사면을 채택함으로써 발광효율을 향상시킴과 아울러 패키지 본체의 변색을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다. 또한, 날개부들 갖는 리드단자를 채택함으로써 반사면을 제공함과 아울러 패키지의 열방출 성능을 향상시킬 수 있다. 이에 더하여, 형광체를 함유하는 액상 수지를 도팅하여 적합한 형상을 갖는 파장변환재를 쉽게 형성할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 캐비티 내에 발광 다이오드 칩을 실장하여 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 소정의 지향각 내로 방출시키는 발광 다이오드 패키지에 있어서,
    발광 다이오드 칩 실장 영역을 포함하는 저부와, 상기 저부에서 절곡되어 형성된 적어도 하나의 반사면을 갖는 제1 리드단자;
    상기 제1 리드단자로부터 이격된 제2 리드단자; 및
    상기 제1 및 제2 리드단자들을 지지하고, 상기 제2 리드단자의 일부, 및 상기 제1 리드단자의 발광 다이오드 칩 실장 영역을 노출시키는 캐비티를 형성하는 패키지 본체를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 리드단자들은 각각 상기 패키지 본체의 외부로 연장되고,
    상기 제1 리드단자는 상기 저부에서 상측으로 대향되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들을 갖고,
    상기 반사면은 상기 날개부들에 의해 형성된 경사면들을 포함하고,
    상기 제2 리드단자는 저부 및 상기 저부에서 상측으로 대향되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들을 갖는 발광 다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 리드단자의 날개부들은 각각 상기 제1 리드단자의 날개부들에 나란하게 배치된 발광 다이오드 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 패키지 본체는 상기 제1 및 제2 리드단자들의 날개부들과 함께 상기 캐비티를 이루는 내벽을 형성하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개부들의 바깥면은 상기 패키지 본체에 의해 덮이는 발광 다이오드 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개부들의 바깥면들 중 적어도 일부는 외부에 노출된 발광 다이오드 패키지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 저부의 칩 실장 영역 내에 실장된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩과 상기 제2 리드단자를 연결하는 본딩 와이어; 및
    상기 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 파장변환재를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 파장변환재는 상기 제1 리드단자의 저부 및 상기 경사면들 내에 한정되어 위치하는 발광 다이오드 패키지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 캐비티를 채워 상기 파장변환재를 봉지하는 투명 몰딩부를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  9. 캐비티 내에 발광 다이오드 칩을 실장하여 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 소정의 지향각 내로 방출시키는 발광 다이오드 패키지에 있어서,
    발광 다이오드 칩 실장 영역을 포함하는 저부와, 상기 저부에서 절곡되어 형성된 적어도 하나의 반사면을 갖는 제1 리드단자;
    상기 제1 리드단자로부터 이격된 제2 리드단자; 및
    상기 제1 및 제2 리드단자들을 지지하고, 상기 제2 리드단자의 일부, 및 상기 제1 리드단자의 발광 다이오드 칩 실장 영역을 노출시키는 캐비티를 형성하는 패키지 본체를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 리드단자들은 각각 상기 패키지 본체의 외부로 연장되고,
    상기 제1 리드단자는 상기 저부에서 상측으로 대향되게 절곡되어 경사면들을 형성하는 날개부들을 갖고,
    상기 반사면은 상기 날개부들에 의해 형성된 경사면들을 포함하고,
    상기 패키지 본체는 상기 날개부들과 함께 상기 캐비티를 이루는 내벽을 형성하는 발광 다이오드 패키지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 날개부들 중 적어도 하나는 상기 저부에서 멀어질수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 날개부들의 바깥면들은 상기 패키지 본체에 의해 덮이는 발광 다이오드 패키지.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 날개부들의 바깥면들 중 적어도 일부는 외부에 노출되는 발광 다이오드 패키지.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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