JP2009177188A - 発光ダイオードパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源から出射された光の損失を減らし、輝度と光効率を増大させた発光ダイオードパッケージを提供する。
【解決手段】 発光ダイオードパッケージに関する。高熱伝導性セラミックスあるいは熱伝導性生プラスチック材質で上面が開口された内部空間の溝を持つハウジングと前記ハウジングと同一な材質で形成された基盤と前記基盤上に導電性材質で挿入固定され、前記ハウジングと基盤の間に固定される少なくても一つのパットフレームと前記パットフレーム上に実装され、前記溝の中央部に位置した発光ダイオードチップと前記ハウジングは発光ダイオードチップの下部に突き出して、拡張され、前記溝を通じて対面するハウジングの厚さは互いに、同一することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は発光ダイオードパッケージに関し、さらに詳細には光量を増大し輝度を向上させた発光ダイオードパッケージに関するものである。

発光ダイオードは電気エネルギーを光エネルギーに変換する半導体少子として、エネルギーバンドギャップ(Band Gap)による特定な波長の光を出す化合物半導体で成り立つ。最近、適用分野の多様化により、使用量が増えつつある発光ダイオードは使用目的及び要求される形態によってパッケージ形態に提供される。そして、使用用度によってトップビュー(Top view)方式とサイドビュー(Side view)方式で製造される。

一般的に発光ダイオードパッケージは発光ダイオードチップを電極パターンが形成した基盤あるいはリードフレーム上に実装した後、前記チップの端子と電極パッド(Electrode Pad)を電気的に連結する方式で製造する。このような発光ダイオードチップとリードフレームを保護するためにハウジングを形成する。しかしながら、サイドビュー発光ダイオードパッケージの場合、ハウジングの形状がリードフレームの干渉により、厚くなり、これによってハウジングの上面の厚さがアシメトリーになった。従って、発光ダイオードチップから出射する光が減ったハウジングの内部面積により、光の損失が多くなり、発光ダイオードの光効率が落ちる悪い点がある。

本発明はこのような従来技術の欠点を解決するために案出したもので、光源から出射された光の損失を減らし、輝度と光効率を増大させた発光ダイオードパッケージを提供することをその目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は高熱伝導性セラミックスあるいは熱伝導性プラスチック材質で上面が開口された内部空間の溝を持つハウジングと前記ハウジングと同一材質で形成された基盤と前記基盤上に導電性材質で挿入固定され、前記ハウジングと基盤の間に固定されて、少なくても一つのパッドフレームと前記パッドフレーム上に実装し、前記溝の中央部に位置した発光ダイオードチップと前記ハウジングは発光ダイオードチップの下部に突き出して拡大し、前記溝を通じて対面するハウジングの厚さは互いに同一であることを特徴する。

本発明による発光ダイオードパッケージは光出部の形象を変更して面積を広くし光源から発生する光の損失を減らし光量が増大され、輝度を向上させる効果がある。

図１は本発明の一つの実施例による発光ダイオードを表した斜視図である。 図２は本発明の一つの実施例による発光ダイオードを表した正面図である。 図３は図２に図示したI−I’の線によって切断した断面を表した断面図である。 図４は図２に図示したII−II’の線によって切断した断面を表した断面図である。

以下の本発明の望ましい実施例について、添付した図面を参照して詳細に説明することにする。

図１は本発明の一つの実施例による発光ダイオードを表した斜視図で、図２は本発明の一つの実施例による発光ダイオードを表した正面図である。図１及び図２を参照すると、発光ダイオードパッケージ１００はパッケージハウジング１０、パッドフレーム２０、発光ダイオードチップ４０及びモールディング部８０を含むことができる。

パッケージハウジング１０はプラスチック材質のPC,PCABS,PPA,PRT,PBT,ナイロンあるいは絶縁性セラミックスなどを射出成型して形成することができる。このようなインジェクションは装着部が狭かったり、特定の形態の空間に適用しやすい。従って、高熱伝導性セラミックスを適用する場合、光を発生させるダイオードチップ４０から発散される熱を効果的に放熱させ、発光特性が優秀な発光ダイオードパッケージ１００を提供することができる。

パッケージハウジング１０は基盤１０aとハウジング１０bに区分できる。

基盤１０aはプレート形状で形成でき、基盤１０aの上面には後で説明するパットフレーム２０が安着する安着溝（図示せず）が形成され結合する。

ハウジング１０bは基盤１０aと結合し、ハウジング１０bは基盤１０a上にパットフレーム２０を囲み、上部面に開口した溝６０を形成する。このようなハウジング１０bは後で説明する発光ダイオードチップ４０とパットフレーム２０を保護し、支持する支持体の役割をすることができる。

溝６０は発光ダイオードチップ４０が実装する空間として溝６０を通じて対面するハウジング１０bの厚さは互いに形成されることができる。

また、ハウジング１０b内面は上部を向かって光が照射できるように反射物質をコーディングするか金属材質の反射板を結合させ反射板としての機能をすることができる。前記反射板（図示せず）は発光ダイオードチップ４０から発光される光を反射して分散されることを防止する役割ができる。反射板を通じて出射された光は多角形体形状を通じて屈折及び散乱し、垂直方向に出射し進行するようになる。従って反射板はＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）と同じプラスチック、樹脂（Resin）、アルミニウム材質、そして銀でコーディングされた金属材料及びアルミニウムコーディングされた金属材料、反射性を持つその他の金属材料に成り立ち、出射された光が反射される。

パットフレーム２０は基盤１０a上に備えた電極で使用できるパッドフレーム２０らが絶縁された基盤１０aにより電気的に絶縁した複数の領域に区分され、形成できる。また、ハウジング１０bの溝６０を通じてパッドフレーム２０の一部分が露出される。このようなパッドフレーム２０は電気伝導性と熱伝導性が優れた金属で形成される。この際、パッドフレーム２０は金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)と同じ伝導性物質で形成することができる。

パッドフレーム２０は両側が向かい合う一組で、端部が所定間隔が離隔され配置される。パッドフレーム２０はハウジング３０の両側の側面を貫通して外部に露出される可能性がある。外部に露出されたパッドフレーム２０は発光ダイオードパッケージ４０の電極役割をし、パッドフレーム２０の一側は陰極に、他の側は両極に形成されることができる。従ってパッドフレーム２０外側の端部は印刷回路基盤（図なし）にそれぞれ連結することができる。

発光ダイオードチップ４０はハウジング１０ｂを通じ露出されたパッドフレーム２０上に実装され、実装された発光ダイオード４０とパッドフレーム２０は電気的に接続し発光ダイオードチップ４０に電圧を印加できる。発光ダイオードチップ４０の数と実装方法及び電気的な連結方式により導電性リードの数が決定される。従って、発光ダイオードチップ４０はパッドフレーム２０に少なくても一つの発光ダイオードチップ４０に付着され固定されることができる。ここで、発光ダイオードチップ４０の端子とパッドフレーム２０はワイヤー４５に連結されるが、これと違ってフリップチップ(Flip Chip)方式により電気的に連結されることもできる。従って、発光ダイオードチップ４０はエポキシ樹脂(Ag Epoxy)あるいは共融接着剤(Eutectic Solder)と同じ接着剤手段として基盤１０上に固定することができる。

発光ダイオードチップ４０は一般的な方式の発光ダイオードチップが適用され、GaN系列が使用できる。このようなGaN系列の発光ダイオードチップは発光時、青色波長帯(Wavelength range)の光を照射するように製造し、このように製造した発光ダイオードチップはチップ上にイエロー（Yellow）波長帯の光を発散する蛍光体を塗布してこれらの光を混合して白色光を表すことができる。ここで、レッド（Red）、グリーン（Green）、ブルー（Blue）蛍光剤を利用して白色光が現れる方法が使用することができる。

モールディング８０は発光ダイオードチップ４０の回りのハウジング３０に形成され、パッドフレーム２０に実装された発光ダイオードチップ４０
を外部から保護するためにカプセル化（encapsulant）で満たされる。このようなカプセル化は溝６０に位置した発光ダイオードチップ４０上に形成され、一定量の透明な物質で満たされ外部から発光ダイオードチップを保護する同時に光の進行経路を変換して光の放出効率を高める機能ができる。従ってミセル（micelle）、エポキシまたはシリコンであり、蛍光体が使用される場合、発光ダイオードチップ４０から発生する発色光に対応する蛍光体（phosphors）を含ませ、発生される波長を長波長に変化される。このような光拡散カプセル化物質は液状状態で、硬化しないエポキシ樹脂とシリコン樹脂を混合してミセル化が形成された状態で製造して、前記ミセルが形成されたカプセル化材料をディスペンシン（Dispensing）方法を利用して溝６０にカプセル化層を形成することができる。

また、モールディング８０の上部にレンズ（図示せず）をさらに含むことができる。前記レンズは凹な形状、平らな形状、凸な形状などで形成され、白色発光ダイオードで具現される場合蛍光物質が含まれた充填部材が使用できる。

図３は図2に表したI−I’の線に沿って切断した断面を表した図で、図４は図２に図示したII−II’線に沿って切断した断面を表した断面図である。図３及び図４を参照すると、溝６０の内径の中央部に発光ダイオードチップが４０が位置するようにハウジング１０bが支持してくれる。ここで、ハウジング１０bは発光ダイオードパッケージ１００実装する際、発光ダイオードチップ４０が実装される中央部の下部が拡大突き出る。

このように突き出して拡大したハウジング１０bはパットフレーム２０と同一な高さで形成され、発光ダイオードパッケージ１００の安定された実装を助けてあける。

この際、発光ダイオードチップ４０が実装された空間である溝６０を通じて対面するハウジング１０bの厚さは互いに同一に形成される。

溝６０を定義するハウジング１０ｂの内面は発光ダイオードチップ４０が実装された底面から実装空間の入り口側に行くほど、実装空間の幅が広くなるように所定の角度になるように形成された光の量の損失を減らしてくれる。従って、ハウジング１０ｂの内面と外面の厚さは底面に行くほど一定に増加することができる。

また、印刷回路基盤（図示せず）に発光ダイオードパッケージ１００実装し外部に突き出したパットフレーム２０とパットハウジング１０を支持するために外部から突き出したハウジング１０ｂの厚さＴと対面するＴ′の厚さ、そしてｔと対面するｔ′の厚さも同一に形成される。

このような溝６０は開口面積を広く形成することで発光ダイオードチップ４０から発生した光の損失なして、遠く広がるようにする。ここで溝６０の深さは発光ダイオードチップ４０が埋立できるように最小限の深さにすることができる。

本発明はサイドビューの形の発光ダイオード素子を適用したが、これをトップビューの形の発光ダイオード素子、フラッシュに使用される方式、照明用パワーダイオード素子に提供することも可能である。

以上、説明した本発明の詳細な説明では本発明の望ましい実施例を参照しながら説明したが、該当技術分野の熟練した当業者または該当技術分野に通常の知識を持つ人なら、後で説明する特許請求範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることが理解できる。

１０ パッケージハウジング
１０ａ 基盤
１０ｂ ハウジング
２０ パットフレーム
４０ 発光ダイオードチップ
６０ 溝
８０ モールディング

Claims (6)

1. プラスチック材質で上面が開口された内部空間である溝を持つハウジング；前記ハウジングと同一材質で形成された基盤；
   前記基盤上に導電性材質で挿入固定され、前記ハウジングと基盤の間に固定される少なくても一つのパットフレーム；
   前記パットフレーム上に実装され、前記溝の中央部に位置した発光ダイオードチップ；
   前記ハウジングは発光ダイオードチップの下部に突き出し、拡大され、前記溝を通じて対面するハウジングの厚さは互いに同一なことを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
2. 請求項１において、
   前記発光ダイオードパッケージは側面形発光ダイオードパッケージであることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
3. 請求項１において、
   前記ハウジングの内面は底面から入り口側に行くほど実装空間の幅が広くなるように所定角度に傾斜したことを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
4. 請求項３において、
   前記ハウジングの内面と外面の厚さは底面に行くほど一定に増加することを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
5. 請求項１において、
   前記ハウジングの内面を上部を向かって光が照射するように反射物質がコーディングされることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
6. 請求項５において、
   前記反射物質はアルミニウム、銀及びプラスチック中での一つで形成することを特徴とする発光ダイオードパッケージ。

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