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KR100765712B1 - 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR100765712B1
KR100765712B1 KR1020060011060A KR20060011060A KR100765712B1 KR 100765712 B1 KR100765712 B1 KR 100765712B1 KR 1020060011060 A KR1020060011060 A KR 1020060011060A KR 20060011060 A KR20060011060 A KR 20060011060A KR 100765712 B1 KR100765712 B1 KR 100765712B1
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light emitting
emitting device
mounting plate
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lens
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장준호
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엘지전자 주식회사
엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 탑재판과; 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들과; 상기 탑재판 상부에 접합된 복수개의 발광 소자들과; 상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들을 전기적으로 연결시키는 도전체와; 상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부와; 상기 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어져, 상기 몰딩부 상부에 형성된 렌즈를 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명은 복수개 발광 소자를 하나의 패키지로 클러스터화하여 각 발광 소자에서 방출되는 광의 혼합을 원활하게 하고, 패키지 상부에 있는 렌즈에 의해 혼합된 광이 균일하게 상부로 출사시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 광 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 효과가 있다.
발광, 굴절, 렌즈, 클러스트, 혼합, 복수

Description

발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법 { Light emitting device package and method of manufacturing the same }
도 1은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 렌즈에서 광의 경로를 도시한 도면
도 2는 도 1의 측면 발광 다이오드 패키지의 개략적인 사시도
도 3은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 발광 분포도
도 4는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 실장되어 있는 단면도
도 5는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드를 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 사용한 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도
도 8a 내지 8e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지를 제조하기 위한 개략적인 평면도
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지의 개략적인 단면도
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 패키지에 3개의 발광 소자가 실장된 상태를 도시한 개략적인 평면도
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 패키지가 장방형 형상을 갖는 개략적인 평면도
도 12는 도 11의 발광 소자 패키지에 렌즈가 부착된 상태를 도시한 개략적인 평면도
도 13a 내지 13e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지를 제조하기 위한 개략적인 평면도
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 개략적인 단면도
도 15a와 15b는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지에 발광 소자가 실장된 상태를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 16은 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 탑재판 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 17a와 17b는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 리드 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 발광 소자용 렌즈 101 : 중공부
102 : 홈 110,610 : 발광 소자
120 : 확산판 200,300,400,600 : 탑재판
210,301,430,631,632,660 : 리드
221,222,223,224,411,412,511,512,513,514 : 발광 소자
230,420 : 와이어 250,451,620 : 몰딩부
260 : 렌즈 452 : 렌즈 형상부
본 발명은 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개 발광 소자를 하나의 패키지로 클러스터화하여 각 발광 소자에서 방출되는 광의 혼합을 원활하게 하고, 패키지 상부에 있는 렌즈에 의해 혼합된 광이 균일하게 상부로 출사시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 일반적인 발광 다이오드의 광학형태는 돔 형태(Dome type)의 렌즈로 구성되고, 발광분포 역시 중심축을 기준으로 일정 영역이내로 한정되어 분포하고 있다.
이러한 발광 다이오드를 이용하여 최근 많은 연구가 진행되고 있는 액정 디스플레이(Liquid crystal display) 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 대체할 경 우, 발광 다이오드의 발광 특성으로 인하여 균일한 광 특성을 얇은 두께로 얻는데 많은 제약을 받는다.
즉, 발광 다이오드에서 발광하는 백색광이 균일하게 합성되기 위해서는, 상당한 거리가 필요하게 됨을 의미한다.
이는 결국 액정 디스플레이 시스템의 두께와 관련되기 때문에 두께가 얇은 시스템상의 잇점을 저해하는 요소가 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 렌즈에서 광의 경로를 도시한 도면으로서, 먼저, 발광 다이오드(10)는 돔(Dome) 형상의 렌즈(20) 내부에 위치되는데, 이 돔 형상의 렌즈(20)는 상부가 원뿔 형상의 홈(21)이 형성되어 있고, 측면에는 V 형상의 홈(22)이 형성되어 있다.
상기 발광 다이오드(10)에서 방출하는 광이 상기 렌즈(20)의 원뿔 형상 홈(21)면(面) 에 접촉되면, 상기 원뿔 형상의 홈(21)이 경사져 있기 때문에 반사하여 렌즈의 측면인 'A'경로로 방출된다.
그리고, 광이 렌즈(20) 측면의 V 형상의 홈(22)에 접촉되면, 렌즈(20)를 투과하여 렌즈의 측면인 다른 경로 'B'로 방출된다.
그러므로, 이와 같은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드는 발광 다이오드(10)에서 출사되는 광을 렌즈를 이용하여 측면으로 방출시키게 된다.
한편, 상기 렌즈(20)는 사출성형하여 형성하는데, 상기 렌즈(20)의 측면에 형성되어 있는 V 형상의 홈(22)의 꼭지점(22a)에 해당하는 영역은 미세 단위(예를 들어, 미리미터 이하 단위)에서는 울퉁불퉁하게 형성되어 있기 때문에, 이 영역에 서 발광 다이오드(10)의 광이 렌즈(10)의 측면으로 방출되지 않고 렌즈(10)의 상부로 방출되게 된다.
이러한 요인으로 종래의 렌즈 구조에서는 렌즈 상부로 출사되는 광이 존재하는데, 후술되는 발광 분포도에서 그 광량을 살펴보기로 하겠다.
도 2는 도 1의 측면 발광 다이오드 패키지의 개략적인 사시도로서, 발광 다이오드는 슬러그(Slug)에 본딩되어 있고, 이 슬러그 측면에는 리드(31,32)가 위치되어 있어, 발광 다이오드와 전기적으로 본딩되어 있다.
그리고, 상기 발광 다이오드의 광 방출면과 리드(31,32)가 외부로 노출되도록, 상기 발광 다이오드 및 슬러그는 몰딩수단(40)으로 몰딩(Molding)되어 있고, 발광 다이오드를 감싸는 도 1과 같은 렌즈(20)가 상기 몰딩수단에 본딩되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 발광 분포도로서, 분포도의 'a'와 'b'와 같이, 패키지의 측면으로 92% ~ 95%의 광이 방출되는데, 패키지의 중심으로도 5% ~ 8%의 광이 방출된다.
즉, 도 1을 참조하면, 광이 대부분은 렌즈의 측면으로 방출되지만, 광의 일부는 렌즈의 상면으로 방출되는 것을 의미한다.
그러므로, 이러한 측면 발광 다이오드 패키지는 완벽한 측면으로의 광 방출을 구현할 수 없기 때문에 디스플레이의 광원으로 사용할 경우, 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에서 발광 다이오드의 일부광이 출사되기 때문에, 평면 광원을 균일하게 만드는데 지장이 발생한다.
즉, 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에 광이 방출되는 현상은 디스플레이 에 표시되는 화소의 중심에 반점이 생성되는 핫스팟(Hot spot) 현상이 발생되어 디스플레이의 화질이 저하되는 악영향을 인가되는 문제점이 발생한다.
도 4는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 실장되어 있는 단면도로서, 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50)는 인쇄회로기판(60)에 실장되어 있다.
도 5는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드를 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 사용한 개략적인 단면도로서, 전술된 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에 광이 출사되는 문제점을 해결하기 위하여, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛에는 핫스팟(Hot spot) 방지판을 사용하였다.
즉, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)(90)은 인쇄회로기판(60)에 실장된 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(70) 각각의 상부에 핫스팟(Hot spot) 방지판(80)을 올려놓고, 그 핫스팟 방지판(80) 상부에 도광판(85)을 위치시켜 구성하고, 상기 도광판(85)으로부터 이격된 상부에 액정 디스플레이(95)를 위치시켜, 백라이트 유닛(90)과 액정 디스플레이(95)는 조립되어 있다.
이렇게 구성된 백라이트 유닛(90)은 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(70) 상부에 다이버터(Diverter)라는 핫스팟 방지판(80)을 올려놓는 조립공정을 수행해야 되기 때문에, 조립 공정이 복잡하게 되는 단점이 있다.
또한, 조립 공정 중에, 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(70) 상부에서 핫스팟 방지판(80)의 정렬이 오정렬이 발생될 경우, 최종적인 디스플레이의 화면에 핫스팟과 유사한 반점이 생성되는 문제점이 있다.
더불어, 핫스팟 방지판(80)의 두께만큼 디스플레이 패널의 두께가 증가되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수개 발광 소자를 하나의 패키지로 클러스터화하여 각 발광 소자에서 방출되는 광의 혼합을 원활하게 하고, 패키지 상부에 있는 렌즈에 의해 혼합된 광이 균일하게 상부로 출사시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
탑재판과;
상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들과;
상기 탑재판 상부에 접합된 복수개의 발광 소자들과;
상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들을 전기적으로 연결시키는 도전체와;
상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부와;
상기 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어져, 상기 몰딩부 상부에 형성된 렌즈를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
연장되어 있는 복수개의 리드들을 갖는 탑재판과;
상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들과;
상기 탑재판 상부에 접합된 복수개의 발광 소자들과;
상기 복수개의 발광 소자들과 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들을 전기적으로 연결시키는 도전체와;
상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부와;
상기 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어져, 상기 몰딩부 상부에 형성된 렌즈를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
탑재판과 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들을 포함하고 있는 리드프레임을 준비하는 단계와;
상기 탑재판 상부에 복수개의 발광 소자들을 접합하는 단계와;
상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들을 전기적으로 연결하는 단계와;
상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계와;
상기 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈를 상기 몰딩부 상부에 접착하는 단계를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지의 제조 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 4 양태(樣態)는,
탑재판과 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들 및 상기 탑재판에 연장되어 있는 복수개의 리드들을 포함하고 있는 리드프레임을 준비하는 단계와;
상기 탑재판 상부에 복수개의 발광 소자들을 플립칩(Flip chip) 본딩하는 단계와;
상기 복수개의 발광 소자들과 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드 들을 전기적으로 연결하는 단계와;
상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계와;
상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,223)들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈를 상기 몰딩부 상부에 접착하는 단계를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지의 제조 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 5 양태(樣態)는,
복수개의 발광 소자들을 탑재판에 실장하고, 상기 발광 소자들을 리드들을 전기적으로 연결하는 단계와;
상기 발광 소자들과 리드들을 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계로 이루어지되,
상기 몰딩부를 형성하는 단계에서,
상기 몰딩부 상부에, 상기 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈 형상부를 돌출시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음 과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도로서, 먼저, 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈(100)는 광이 출사되는 발광 소자(110)를 위치시킬 수 있는 중공부(101)가 내부에 형성되어 있고; 상기 발광 소자(110)에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고; 상부에 오목한 홈(102)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
여기서, 상기 발광 소자용 렌즈(100)는 볼록한 캡(Cap) 형상으로 만들어져 있고; 상기 캡 형상의 중심축(P) 상에 위치되는 상부 영역에 오목한 홈(102)이 형성되어 있는 구조로 이루어진 것이 바람직하다.
이러한, 발광 소자용 렌즈(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈(100)의 내부에 발광 소자(110)가 위치되며, 상기 발광 소자(110)에서 방출되는 광이 상기 렌즈(100)에서 굴절되어 외부로 출사된다.
이 때, 상기 렌즈(100)의 상부에 형성된 오목한 홈(102)은 상기 렌즈(100) 상부의 형상을 변화시키고, 상기 발광 소자(110)에서 상부로 진행되는 광을 굴절시키게 된다.
한편, 통상적으로, 발광 소자는 상부로 진행하는 광 세기가 크기 때문에, 측면으로 광이 방출되는 경로를 갖는 구조로 백라이트 유닛(Back light unit)에 활용되고 것이 현실이나, 본 발명은 상부로 진행되는 광을 굴절시켜 상부의 확산판(120)에 검출되는 광 세기를 보다 균일화시킬 수 있다.
그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈(100) 내부의 발광 소자(110)에서 방출되는 광은 렌즈(100)에서 굴절되어 측면으로 퍼지면서 확산판(120)에 균일하게 입사되는 궤적(軌跡)을 보이고 있다.
도 7은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도로서, 발광 소자용 렌즈(100)의 중심축(P) 상에 있고, 발광 소자용 렌즈(100)의 내부에서 광이 출사되는 위치를 'O'라 할 때, 상기 중심축(P)에서 80도까지의 경로로 방출되는 광은 상기 발광 소자용 렌즈(100)에서 굴절되어 상부로 진행한다.
그러나, 상기 발광 소자용 렌즈의 중심축(P)을 기준으로 80도 ~ 90도 사이의 각도로 방출되는 광은 상기 발광 소자용 렌즈(100)에서 굴절되어도 상부로 진행되지 못하고, 상기 발광 소자용 렌즈(100)의 측면방향으로 진행된다.
본 발명은 발광 소자 패키지 내부에 복수개의 발광 소자들을 크러스터(Cluster)화되도록 실장하고, 전술된 렌즈를 발광 소자 패키지에 부착 또는 형성하여, 복수개의 발광 소자들에서 방출되는 광의 혼합을 원활하게 하고, 혼합된 광을 균일하게 상부로 출사시킬 수 있는 발광 소자 패키지를 구현하는 것이다.
도 8a 내지 8e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지를 제조하기 위한 개략적인 평면도로서, 먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 탑재판(200)과 상기 탑재판(200)으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들(210)을 포함하고 있는 리드프레임을 준비한다.
여기서, 상기 리드프레임은 통상적인 구조를 포함하고, 다양하게 설계 변경 할 수 있는 것이다.
그러나, 상기 복수개의 리드들(210)은 상기 탑재판(200)으로부터 이격되어 있는 조건을 만족해야 한다.
더불어, 본 발명에서는 도 8a와 같이, 상기 복수개의 리드들(210)이 상기 탑재판(200)의 주위에 위치되어야 한다.
그 후, 상기 탑재판(200) 상부에 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들을 접합한다.(도 8b)
여기서, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들은 발광 소자 상부에 전극이 형성된 수평 구조가 바람직하다.
연이어, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210)을 전기적으로 연결한다.(도 8c)
여기서, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210)은 도 8c에 도시된 바와 같이, 와이어(230)로 전기적으로 연결한다.
계속하여, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210)의 일부를 감싸는 몰딩부(250)를 형성한다.(도 8d)
마지막으로, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,223)들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈를 상기 몰딩부(250) 상부에 접착한다.(도 8e)
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지의 개략적인 단면도로서, 탑재판(200)과; 상기 탑재판(200)으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들(210)과; 상기 탑재판(200) 상부에 접합된 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과; 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210)을 전기적으로 연결시키는 도전체와; 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210)의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부(250)와; 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,223)들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈(261)이 형성되어 있는 구조로 이루어져, 상기 몰딩부(250) 상부에 접착된 렌즈(260)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 도전체는 와이어이다.
이로써, 하나의 패키지로 클러스터화된 복수개 발광 소자에서 방출되는 광은 혼합되어 패키지 상부에 있는 렌즈에 의해 균일하게 상부로 출사된다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 패키지에 3개의 발광 소자가 실장된 상태를 도시한 개략적인 평면도로서, 3개의 발광 소자(221,222,223)가 탑재판(200)에 실장되어 있는 구조를 몰딩하여 패키지를 형성한 것이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 패키지가 장방형 형상을 갖는 개략적인 평면도로서, 탑재판(200) 상부에는 7개의 발광 소자(221,222,223, 224,225,226,227)들이 일렬로 이격되어 실장되어 있고, 이 탑재판(200) 양측으로 이격되어 배열된 복수개의 리드들(210)에 상기 발광 소자(221,222,223,224,225, 226,227)들이 와이어(230) 본딩되어 있고, 몰딩부(250)에 의해 복수개의 리드들 (210), 탑재판(200)과 발광 소자(221,222,223,224,225,226,227)들이 감싸여져 있다.
이런, 발광 소자 패키지는 발광 소자들이 일렬로 실장되어 있으므로, 장방형 형상을 갖게 된다.
도 12는 도 11의 발광 소자 패키지에 렌즈가 부착된 상태를 도시한 개략적인 평면도로서, 일렬로 이격되어 실장된 복수개의 발광 소자(221,222,223,224,225,226 ,227)들 각각의 중심선(P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7)상의 렌즈(260) 상부에는 오목한 홈(251,252,253,254,255,256,257)이 형성되어 있다.
그러므로, 장방형 형상의 패키지에는 각 발광 소자들의 중심선상에 오목한 홈이 형성되어 있는 렌즈를 장착하여 각 발광 소자들에서 방출되는 광을 균일하게 상부로 출사시킬 수 있게 된다.
도 13a 내지 13e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지를 제조하기 위한 개략적인 평면도로서, 먼저, 탑재판(300)과 상기 탑재판(300)으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들(210) 및 상기 탑재판(300)에 연장되어 있는 복수개의 리드들(301)을 포함하고 있는 리드프레임을 준비한다.(도 13a)
그 다음, 상기 탑재판(300) 상부에 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들을 플립칩(Flip chip) 본딩한다.(도 13b)
여기서, 상기 플립칩 본딩은 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들의 전극단자가 상기 탑재판(300)과 전기적으로 본딩되면서 상기 탑재판(300)에 접합되는 본딩이다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자 패키지에 적용된 발광 소자는 소자의 상부 및 하부에 전극이 형성된 수직형 발광 소자가 바람직하다.
연이어, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 탑재판(300)으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들(210)을 전기적으로 연결한다.(도 13c)
이어서, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210)의 일부를 감싸는 몰딩부(250)를 형성한다.(도 13d)
마지막으로, 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,223)들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈(260)를 상기 몰딩부(250) 상부에 접착한다.(도 13e)
이로써, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 연장되어 있는 복수개의 리드들(301)을 갖는 탑재판(300)과; 상기 탑재판(200)으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들(210)과; 상기 탑재판(200) 상부에 접합된 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과; 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 상기 탑재판(200)으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들(210)을 전기적으로 연결시키는 도전체와; 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,224)들과 복수개의 리드들(210,301)의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부(250)와; 상기 복수개의 발광 소자(221,222,223,223)들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈(261)이 형성되어 있는 구조로 이루어져, 상 기 몰딩부(250) 상부에 접착된 렌즈(260)을 포함하여 구성된다.
이런, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 발광 소자들이 탑재판에 실장되면서 전기적으로 연결됨에 따라, 각 발광 소자들마다 1회의 와이어 본딩만 수행하면 된다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 개략적인 단면도로서, 전술된 제 1과 2 실시예의 발광 소자 패키지에서, 몰딩부와 렌즈를 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩부의 물질과 동일한 물질로 일체로 형성한다.
즉, 탑재판(400), 발광소자(411,412)들, 와이어(420)와 리드들(430)의 일부를 감싸는 몰딩부(451)와 렌즈 형상부(452)를 한 번의 몰딩(Molding) 공정을 수행하여 일체로 형성한다.
즉, 제 3 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 복수개의 발광 소자들을 탑재판에 실장하고, 상기 발광 소자들을 리드들을 전기적으로 연결하는 단계와; 상기 발광 소자들과 리드들을 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계로 이루어지되,상기 몰딩부를 형성하는 단계에서, 상기 몰딩부 상부에, 상기 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈 형상부를 돌출시켜 형성하는 것이다.
도 15a와 15b는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지에 발광 소자가 실장된 상태를 설명하기 위한 개략적인 평면도로서, 먼저, 도 15a와 같이, 탑재판(500) 상부에는 4개의 발광 소자들을 실장하는 데, 제 1 열에 적색(R) 발광 소자(511)와 녹색 (G) 발광 소자(512)를 배치하고, 제 2 열에 녹색(G) 발광 소자(513)와 청색(B) 발광 소자(514)를 배치한다.
그리고, 도 15b에 도시된 바와 같이, 탑재판(500) 상부에 3개의 발광 소자들을 실장하고, 제 1 열에 적색(R) 발광 소자(511)를 배치하고, 제 2 열에 녹색(G) 발광 소자(513)와 청색(B) 발광 소자(514)를 배치한다.
이렇게 4개의 발광 소자들을 RGGB로 배치하고, 3개의 발광 소자들을 RGB로 배치하는 것은 하나의 패키지에 백색광을 구현하기 위한 발광 소자들을 클러스터(Cluster)화시켜 실장할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 패키지에서는 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자와 청색 발광 소자 중 어느 하나 또는 모두로 구성된 것이 바람직하다.
이로써, 패키지 상부의 렌즈를 통하여 복수개의 발광 소자들에서 방출되는 광을 혼합시켜 균일하게 상부로 출사시킬 수 있게 된다.
도 16은 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 탑재판 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도로서, 전술된 발광 소자 패키지의 탑재판은 도 16에 도시된 바와 같이, 두껍게 형성하여 몰딩부(620)에 탑재판(600)의 하부면을 노출시켜 탑재판(600)에 실장된 발광 소자들(610)에서 발생된 열을 탑재판(600)으로 방출시킨다.
즉, 상기 탑재판(600)은 히트싱크의 역할을 수행한다.
도 17a와 17b는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 리드 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도로서, 발광 소자 패키지의 리드 일부는 도 17a와 같이, 몰딩부(620)의 하부면에 노출시켜 상기 발광 소자(610)에서 발생되는 열을 리드 (631,632)들을 통하여 방출시킨다.
이렇게, 리드(631,632)들이 몰딩부(620)의 하부면에 존재하면, 발광 소자 패키지를 솔더를 개재시켜 인쇄회로기판에 플립칩 본딩을 할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 도 17b와 같이, 리드(660)는 몰딩부(620) 측면으로 돌출시켜 절곡시킨다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 복수개 발광 소자를 하나의 패키지로 클러스터화하여 각 발광 소자에서 방출되는 광의 혼합을 원활하게 하고, 패키지 상부에 있는 렌즈에 의해 혼합된 광이 균일하게 상부로 출사시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 광 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (17)

  1. 탑재판과;
    상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들과;
    상기 탑재판 상부에 접합된 복수개의 발광 소자들과;
    상기 탑재판, 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들을 전기적으로 연결시키는 도전체와;
    상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부와;
    상기 몰딩부는 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 확산하여 출사시킬 수 있으며 상부에 오목한 홈을 갖는 볼록렌즈부로 구성되고, 상기 발광소자들에서부터 상기 볼록렌즈부의 출사면까지의 거리는 상기 발광 소자들의 중심축에서 가장 작도록 설계된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  2. 연장되어 있는 복수개의 리드들을 갖는 탑재판과;
    상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들과;
    상기 탑재판 상부에 접합된 복수개의 발광 소자들과;
    상기 탑재판, 복수개의 발광 소자들과 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들을 전기적으로 연결시키는 도전체와;
    상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸며 형성된 몰딩부와;
    상기 몰딩부는 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 확산하여 출사시킬 수 있으며 상부에 오목한 홈을 갖는 볼록렌즈부로 구성되고, 상기 발광소자들에서부터 상기 볼록렌즈부의 출사면까지의 거리는 상기 발광 소자들의 중심축에서 가장 작도록 설계된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 소자들은,
    적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 녹색 발광 소자와 청색 발광 소자로 배치된 4개의 발광 소자들인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 소자들은,
    적색 발광 소자, 녹색 발광 소자와 청색 발광 소자로 배치된 3개의 발광 소자들인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 소자들은,
    일렬로 이격되어 탑재판에 접합되어 있고,
    상기 발광 소자들 각각의 중심선 상의 렌즈 상부에는 오목한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탑재판은,
    상기 몰딩부 하부면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리드들은,
    상기 몰딩부 측면에 돌출되어 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리드들은,
    상기 몰딩부 하부면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  10. 탑재판과 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들을 포함하고 있는 리드프레임을 준비하는 단계와;
    상기 탑재판 상부에 복수개의 발광 소자들을 접합하는 단계와;
    상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들을 전기적으로 연결하는 단계와;
    상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계와;
    상기 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈를 상기 몰딩부 상부에 접착하는 단계를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  11. 탑재판과 상기 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들 및 상기 탑재판에 연장되어 있는 복수개의 리드들을 포함하고 있는 리드프레임을 준비하는 단계와;
    상기 탑재판 상부에 복수개의 발광 소자들을 플립칩(Flip chip) 본딩하는 단계와;
    상기 복수개의 발광 소자들과 탑재판으로부터 이격되어 있는 복수개의 리드들을 전기적으로 연결하는 단계와;
    상기 복수개의 발광 소자들과 복수개의 리드들의 일부를 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계와;
    상기 복수개의 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈를 상기 몰딩부 상부에 접착하는 단계를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  12. 복수개의 발광 소자들을 탑재판에 실장하고, 상기 발광 소자들을 리드들을 전기적으로 연결하는 단계와;
    상기 발광 소자들과 리드들을 감싸는 몰딩부를 형성하는 단계로 이루어지되,
    상기 몰딩부를 형성하는 단계에서,
    상기 몰딩부 상부에, 상기 발광 소자들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 렌즈 형상부를 돌출시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자들은,
    일렬로 이격되어 탑재판에 접합되어 있고,
    상기 발광 소자들 각각의 중심선 상의 렌즈 상부에는 오목한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자들은,
    적색 발광 소자, 녹색 발광 소자와 청색 발광 소자 중 어느 하나 또는 모두로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자들은,
    측면 발광 소자인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 볼록렌즈부는,
    상기 측면 발광 소자의 상부에서 오목하게 된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자들의 출력광은 서로 혼합된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
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