JP5390145B2 - 熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージ - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードパッケージに関し、より詳しくは、熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージに関する。

最近、光源として窒化ガリウム系の発光ダイオードダイ（light emitting diode die；LED die）の使用が増加している。このような発光ダイオードの光出力は、一般的に、入
力電流の大きさに比例する。したがって、発光ダイオードに入力される電流の大きさを増加させて、高い光出力を得ることができる。しかし、入力される電流大きさの増加は、発光ダイオードの接合温度を増加させる。前記発光ダイオードの接合温度の増加は、入力エネルギーが可視光に変換される程度を示す発光効率の減少につながる。したがって、入力電流の大きさの増加による発光ダイオードの接合温度の増加を防止することが要求される。

従来、発光ダイオードの接合温度の増加を防止するために、リードフレームにヒットシンクを結合し、ヒットシンクを介して熱を放出するパッケージが使用された。しかし、リードフレームに別体のヒットシンクを結合してパッケージを製造するので、その構造が複雑であり、したがって、その製造工程が複雑であり、製造コストが上昇するという問題点がある。

本発明が解決しようとする課題は、熱放出性能を改善した発光ダイオードパッケージを提供することにある。
本発明が解決しようとする他の課題は、発光ダイオードダイから発生する熱を容易に放出すると共に、構造が簡単な発光ダイオードパッケージを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを提供する。本発明の実施例に係る前記発光ダイオードパッケージは、互いに離隔された第１及び第２の熱放出スラグを含む。前記第１及び第２の熱放出スラグは、導電性材料で形成される。パッケージ本体が前記第１及び第２の熱放出スラグに結合され、前記第１及び第２の熱放出スラグを支持する。また、発光ダイオードダイが前記第１及び第２の熱放出スラグに電気的に連結される。一方、前記第１及び第２の熱放出スラグ各々は、前記パッケージ本体の下部面及び側面を介して外部に露出される。これにより、前記第１及び第２の熱放出スラグが外部リードとして使用されることができ、簡単な構造のパッケージが提供されることができ、また、第１及び第２の熱放出スラグを介して熱を放出することができ、熱放出性能を改善することができる。

一方、前記第１及び第２の熱放出スラグのうち前記パッケージ本体の側面を介して露出された部分は、各々複数のひれ(ｆｉｎ)を含むことができる。前記複数のひれによって前記熱放出スラグの表面積が増加し、熱放出性能が改善される。

本発明のいくつかの実施例において、前記パッケージ本体は、前記第１及び第２の熱放出スラグの上部面を露出させるキャビティを有することができる。前記発光ダイオードダイは、前記キャビティによって露出された前記第１の熱放出スラグの上部面の上に実装されることができる。これに加えて、ボンディングワイヤが前記発光ダイオードダイを前記
第２の熱放出スラグに電気的に連結することができる。
一方、前記パッケージ本体は、透明樹脂で形成されることができる。この場合、前記パッケージ本体は、発光ダイオードダイ及び／またはボンディングワイヤを覆うことができる。

本発明のいくつかの実施例において、前記第１の熱放出スラグは、反射面を成すキャビティを有することができる。前記発光ダイオードダイは、前記第１の熱放出スラグのキャビティ内に実装される。

本発明のさらに他の実施例において、金属リフレクタが前記第１及び第２の熱放出スラグ上に位置することができ、前記発光ダイオードダイは、前記金属リフレクタの内部に実装されることができる。これにより、前記金属リフレクタを介して熱が放出されることができ、熱放出性能がさらに改善されることができる。
前記パッケージ本体は、前記金属リフレクタに取り付けられ、前記金属リフレクタを支持することができる。

本発明の実施例によれば、熱放出スラグを外部リードとして使用することができ、構造が簡単な発光ダイオードパッケージを提供することができ、第１及び第２の熱放出スラグがパッケージ本体の両側面及び下部面を介して外部に露出されるようにすることによって、発光ダイオードパッケージの熱放出性能を改善することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを説明するための斜視図であり、図２は、図１の線Ａ‐Ａに沿う断面図である。

図１及び図２を参照すれば、本実施例に係る発光ダイオードパッケージは、第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３、パッケージ本体２５、及び発光ダイオードダイ２７を含む。

前記第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３は、互いに離隔され、電気的に絶縁される。第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３は、導電性材料、例えば、銅、銀、ニッケル、アルミニウム、モリブデンのような純金属、またはこれらの金属合金またはこれらの複合材料で形成されることができる。また、このような熱放出スラグは、熱伝導性を有し、相対的に体積が大きいため、発光ダイオードダイから発生する熱を容易に分散させる。

一方、前記パッケージ本体２５は、前記第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３に結合され、これらを支持する。パッケージ本体２５は、プラスチックまたはセラミック材料で形成されることができ、パッケージの全体的な形状を決定する。前記第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３の各々は、前記パッケージ本体の下部面及び側面を介して外部に露出される。この時、前記パッケージ本体の側面を介して露出された第１及び第２の熱放出スラグの部分は、複数のひれ(ｆｉｎ)２１ａ、２３ａを含むことができる。このようなひれは、熱放出スラグの表面積を増加させて、熱放出スラグの冷却を促進させ、発光ダイオードパッケージの放熱効率を向上させる。

一方、発光ダイオードダイ２７が前記第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３に電気的に連結される。例えば、前記発光ダイオードダイ２７は、第１の熱放出スラグ２１上に導電性接着剤（図示せず）を用いて第１の熱放出スラグ２１に電気的に連結され、ボンディングワイヤ２９を介して第２熱放出スラグ２３に電気的に連結されることができる。これ
とは異なって、前記発光ダイオードダイ２７は、第１の熱放出スラグ２１上に接着剤を用いて実装され、ボンディングワイヤを介して各々第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３に電気的に連結されることができる。

一方、前記パッケージ本体２５は、透明樹脂で形成されることができ、この場合、前記パッケージ本体２５は、前記発光ダイオードダイ２７及びボンディングワイヤ２９を覆うことができる。このような透明樹脂は、発光ダイオードダイ２７から放出された光の波長を変換させる蛍光体を含有することができる。これとは異なって、前記パッケージ本体２５が不透明プラスチックまたはセラミックで形成された場合、前記パッケージ本体２５は、前記第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３の上部面を外部に露出させるキャビティを有する。この時、前記発光ダイオードダイ２７は、前記キャビティによって露出された前記第１熱放出スラグの上部面の上に実装され、ボンディングワイヤ２９を介して第２熱放出スラグ２３に電気的に連結されることができる。また、前記キャビティは、透明樹脂（図示せず）で満たされることができ、前記透明樹脂は、蛍光体を含有することができる。

前記キャビティの内壁３１は、傾くように形成され、前記発光ダイオードダイ２７から放出された光を反射させる反射面を成すことになる。また、光反射率を高めるために、内壁３１は、反射物質でコーティングされることができる。

図３は、本発明の他の実施例に係る熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを説明するための断面図である。
図３を参照すれば、本実施例に係る発光ダイオードパッケージは、図１及び図２を参照して説明した発光ダイオードパッケージとほぼ同一の構造を有し、但し、図３に示す第１の熱放出スラグ２１が反射面５１を成すキャビティを有することが異なる。発光ダイオードダイ２７は、前記キャビティ内に実装される。一方、パッケージ本体５５は、図１及び図２を参照して説明したように、プラスチックまたはセラミックで形成されることができ、前記パッケージ本体が不透明プラスチックやセラミックで形成された場合、前記パッケージ本体は、前記第１の熱放出スラグ２１のキャビティを露出させるキャビティを有する。

一般的に、発光ダイオードダイから放出された光がプラスチック材料に直接入射される場合、光によってプラスチックが劣化、例えば構造的に変形したり変色したりすることがある。したがって、パッケージ本体がプラスチック材料で形成された場合、光によってパッケージ本体が劣化し、その結果、キャビティ内壁（図２の３１）の反射率が減少する。しかし、本実施例によれば、第１の熱放出スラグ２１に反射面を形成することによって、発光ダイオードダイ２７から放出された光によってパッケージ本体５５が劣化することを防止することができ、また、反射率の高い金属で熱放出スラグ２１を製造することによって、パッケージの発光効率を向上させることができる。

図４は、本発明のさらに他の実施例に係る熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを説明するための断面図である。
図４を参照すれば、本実施例に係る発光ダイオードパッケージは、図１及び図２を参照して説明した発光ダイオードパッケージとほぼ同一の構造を有し、但し、図４に示す発光ダイオードパッケージが金属リフレクタ７１をさらに含むことが異なる。発光ダイオードダイ２７は、前記金属リフレクタ７１の内部に実装され、したがって、発光ダイオードダイ２７から放出された光は、金属リフレクタ７１の内面で反射され、外部に放出される。

前記金属リフレクタ７１は、第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３と同一の材質で形成することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、銀、アルミニウム、ニッケルなどのような反射率の高い多様な金属材質で形成されることができる。

一方、パッケージ本体７５は、前記第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３に結合され、これらを支持すると共に、前記金属リフレクタ７１に取り付けられ、前記金属リフレクタを支持することができる。また、前記金属リフレクタ７１は、第１及び第２の熱放出スラグ２１、２３に取り付けられることができる。

本実施例によれば、金属リフレクタ７１を採用することによって、パッケージ本体７５の劣化を防止すると共に、発光ダイオードダイ２７から放出された光の反射率を高めることができ、また、金属リフレクタ７１を介して熱を外部に放出することができ、熱放出性能を改善することができる。

本発明の一実施例に係る熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを説明するための斜視図である。 図１の線Ａ‐Ａに沿う断面図である。 本発明の他の実施例に係る熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを説明するための断面図である。 本発明のさらに他の実施例に係る熱放出スラグを有する発光ダイオードパッケージを説明するための断面図である。

符号の説明

２１、２３ 第１及び第２の熱放出スラグ
２１ａ、２３ａ ひれ
２５ パッケージ本体
２７ 発光ダイオードダイ
２９ ボンディングワイヤ
３１ キャビティ内壁
５１ 反射面
５５ パッケージ本体
７１ 金属リフレクタ
７５ パッケージ本体

Claims (7)

1. 導電性材料で形成され、互いに離隔された第１の熱放出スラグ及び第２の熱放出スラグと、
   前記第１の熱放出スラグ及び第２の熱放出スラグに結合され、前記第１の熱放出スラグ及び第２の熱放出スラグを支持するパッケージ本体と、
   前記第１の熱放出スラグ及び第２の熱放出スラグに電気的に連結される発光ダイオードダイと、を含み、
   前記第１の熱放出スラグ及び第２の熱放出スラグは、それぞれ、前記パッケージ本体の下部面から外部へ突出しているとともに、前記パッケージ本体の側面から外部に突出し、互いに離隔された複数のひれを含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
2. 前記パッケージ本体は、前記第１及び第２の熱放出スラグの上部面を露出させるキャビティを有し、
   前記発光ダイオードダイは、前記キャビティによって露出された前記第１の熱放出スラグの上部面上に実装されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
3. 前記発光ダイオードダイを前記第２の熱放出スラグに電気的に連結するボンディングワイヤをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
4. 前記パッケージ本体は、透明樹脂で形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
5. 前記第１の熱放出スラグは、反射面を成すキャビティを有し、
   前記発光ダイオードダイは、前記第１の熱放出スラグのキャビティ内に実装されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
6. 前記第１及び第２の熱放出スラグの上に位置する金属リフレクタをさらに含み、
   前記発光ダイオードダイは、前記金属リフレクタの内部に実装されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
7. 前記パッケージ本体は、前記金属リフレクタに取り付けられ、前記金属リフレクタを支持することを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ。
   

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