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KR101115800B1 - 발광소자 패키지, 이의 제조 방법 및 백라이트 유닛 - Google Patents

발광소자 패키지, 이의 제조 방법 및 백라이트 유닛 Download PDF

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KR101115800B1
KR101115800B1 KR1020040112693A KR20040112693A KR101115800B1 KR 101115800 B1 KR101115800 B1 KR 101115800B1 KR 1020040112693 A KR1020040112693 A KR 1020040112693A KR 20040112693 A KR20040112693 A KR 20040112693A KR 101115800 B1 KR101115800 B1 KR 101115800B1
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emitting device
heat dissipation
heat
circuit board
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박희정
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

발광소자 패키지, 이의 제조 방법 및 백라이트 유닛이 개시된다.
본 발명의 발광소자 패키지는, 하우징의 하측으로 노출된 방열부재 및 방열부재 상에 부착된 발광소자을 구비한 다수의 발광소자칩들과, 발광소자칩들에 대응된 다수의 홈들이 형성된 방열판을 구비한 인쇄회로기판을 포함하고, 발광소자칩들 각각의 방열부재가 방열판의 홈들 내부에 삽착된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 발광소자칩들 각각에 구비된 방열부재와 인쇄회로기판에 구비된 방열판 간의 접촉 면적을 극대화하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
방열, 인쇄회로기판, 발광소자, 백라이트 유닛

Description

발광소자 패키지, 이의 제조 방법 및 백라이트 유닛{Light-emitting device package, method for fabricating the same and backlight unit}
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A-A'라인을 따라 절단한 단면도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 B-B'라인을 따라 절단한 단면도를 도시한 도면.
도 5는 도 3의 발광소자칩을 도시한 사시도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 제조하는 공정을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 구비한 백라이트 유닛을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
30 : 발광소자 패키지 31 : 발광소자칩
33 : 인쇄회로기판 35 : 발광소자
37 : 하우징 39 : 방열부재
41 : 몰딩재 49 : 방열판
본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 특히 방열 효율을 극대화할 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
발광소자 패키지는 후레쉬용 고휘도 광원, 휴대용 전자제품(휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 PDA)용 백라이트 광원, 전광판용 광원, 조명 및 스위치 조명 광원, 표시등, 교통신호 등에 사용된다.
상기 발광소자 패키지에는 하나 또는 그 이상의 발광소자칩들이 전기적으로 실장된다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A'라인을 따라 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 발광소자 패키지는 인쇄회로기판(MCPCB : Metal Core Printed Circuit Board, 3)과 상기 인쇄회로기판(3) 상에 실장된 다수의 발광소자칩들(1)을 구비한다.
상기 발광소자칩들(1) 각각은 광을 발광하는 발광소자(5)와, 상기 발광소자(5)로부터 발생된 열을 방출하기 위해 하우징(7) 내부에 삽착된 방열부재(9)와, 상기 발광소자(5)를 감싸도록 상기 하우징(7) 상에 형성된 몰딩재(11)와, 상기 발광소자(5)에 전원을 공급하기 위한 제1 및 제2 리드 프레임(13, 15)을 구비한다.
상기 발광소자(5)는 전기적 절연 재질을 갖는 접착제를 이용하여 상기 방열부재(9)에 부착된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제1 리드 프레임(13)은 상기 발광소자(5)의 제1 전극에 연결되고, 상기 제2 리드 프레임(15)은 상기 발광소자(5)의 제2 전극에 연결된다. 이상의 본딩 방식은 와이어 본딩 방식이다.
상기 인쇄회로기판(3)은 열을 방출하는 방열판(21)과, 상기 방열판(21) 상에 형성된 절연층(23)과, 상기 절연층(23) 상에 금속 재질로 패턴된 금속전극을 구비한다. 상기 금속전극은 상기 인쇄회로기판(3)의 양 테두리 영역에 형성된 제1 및 제2 금속전극(25a, 25b)과 상기 인쇄회로기판(3)의 중앙 영역에 형성된 제3 금속전극(25c)을 포함할 수 있다. 미설명 부호 27은 각 금속전극(25a 내지 25c) 간의 쇼트를 방지하기 위한 절연 부재이다.
상기 인쇄회로기판(3)은 일 방향으로 길게 연장된 직사각형 형태를 갖는다. 이에 따라, 상기 인홰회로기판(3) 상에 형성된 제1 내지 제3 금속전극(25a 내지 25c)도 상기 일 방향으로 길게 연장되도록 패턴 형성된다.
상기 발광소자칩들(1)이 열전도성 접착제(17)를 이용하여 상기 인쇄회로기판(3)의 제3 금속전극(25c) 상에 부착된다. 상기 발광소자칩들(1) 각각의 제1 및 제2 리드 프레임(13, 15)은 실버 페이스트(19)를 이용하여 상기 제1 및 제2 금속전극(25a, 25b)에 부착된다.
이와 같이 구성된 종래의 발광소자 패키지는 제1 및 제2 금속전극(25a, 25b)으로 공급된 전원이 상기 제1 및 제2 리드 프레임(13, 15)을 경유하여 상기 발광소 자칩들(1)에 일괄적으로 전원을 인가한다. 이러한 전원에 의해 각 발광소자칩들(1)이 발광된다.
일반적으로 발광소자는 발광 효율이 좋지 못함에 따라 발광 효율에 기여하지 못하는 전류에 의해 열이 발생된다. 따라서, 공급된 전류의 많은 부분이 열로 변환되게 된다.
이러한 열은 온도를 증가시켜 더욱 더 발광소자의 특성을 저하시키는 주요인이 되고 있다.
예컨대, 발광소자의 온도는 에너지 밴드갭(energy bandgap)과 반비례 관계이고, 에너지 밴드갭은 파장과 반비례관계이다. 따라서, 발광소자의 온도가 증가될수록 에너지 밴드갭의 폭은 좁아지고, 이에 따라 광의 색을 결정하는 파장은 증가되게 된다. 그러므로, 청색광을 발광하는 발광소자의 온도가 증가되게 되면 해당 발광소자가 청색광이 아닌 녹색광을 발광시킬 수 있다. 이러한 현상을 컬러 시프트(color shift)라 한다. 결국, 발광소자에서 발생된 열을 신속히 외부로 방출시켜 주지 않으면 발광소자에 의한 컬러 시프트가 발생되어 원하는 색광을 얻을 수 없게 된다.
또한, 온도가 증가될수록 휘도 특성이 저하되는 것이 여러 차례 보고된 바 있다.
종래의 발광소자 패키지는 발광소자칩들(1) 내부에 구비된 방열부재(9)에 의해 발광소자(5)로부터 발생된 열이 방출되어 인쇄회로기판(3)에 구비된 방열판(21)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
하지만, 종래의 발광소자 패키지는 발광소자칩들(1)에 구비된 방열부재(9)의 저면만이 상기 인쇄회로기판(3)과 접촉됨으로써, 발광소자칩들(1)로부터 발생된 열을 신속히 외부로 방출시키는데 한계가 있다. 이에 따라, 컬러 시프트 등에 의해 발광소자의 특성이 저하되고 또한 고휘도를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 발광소자 패키지는 방열부재(9)를 구비한 상기 발광소자칩들(1)이 상기 인쇄회로기판(3) 상에 부착됨으로써, 상기 방열부재(9) 만큼의 두께가 추가되므로 발광소자 패키지의 두께를 줄이는데 한계가 있다.
본 발명은 방열 면적을 확보하여 방열 효율을 극대화할 수 있는 발광소자 패키지 및 이의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 발광소자칩을 인쇄회로기판 내부에 삽착시킴으로써, 두께를 줄일 수 있는 발광소자 패키지 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 발광소자 패키지를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 발광소자칩은, 하우징; 상기 하우징의 하측으로 노출된 방열부재; 상기 방열부재 상에 부착된 발광소자; 및 상기 하우징 상에 형성된 몰딩재를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 발광소자 패키지는, 하우징의 하측으로 노출된 방열부재 및 상기 방열부재 상에 부착된 발광소자을 구비한 다수의 발광소자칩들; 및 상기 발광소자칩들에 대응된 다수의 홈들이 형성된 방열판 및 상기 발광소자에 전원을 공급하기 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비한 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 발광소자칩들 각각의 방열부재가 상기 방열판의 홈들 내부에 삽착된다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 발광소자 패키지의 제조방법은, 하우징의 하측으로 노출된 방열부재 및 상기 방열부재 상에 부착된 발광소자을 구비한 다수의 발광소자칩들을 마련하는 단계; 상기 발광소자칩들에 대응된 다수의 홈들이 형성된 방열판 및 상기 발광소자에 전원을 공급하기 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비한 인쇄회로기판을 마련하는 단계; 및 상기 발광소자칩들 각각의 방열부재를 상기 방열판의 홈들 내부에 삽착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제4 실시예에 따르면, 백라이트 유닛은, 프레임; 상기 프레임 상에 배치되고, 다수의 홈들이 형성된 방열판을 갖는 인쇄회로기판과 상기 방열판의 홈들 각각에 삽착되기 위한 방열부재가 노출 형성된 다수의 발광소자칩들을 구비한 다수의 발광소자 패키지들; 및 상기 발광소자 패키지들로부터 발광된 광을 확산시키기 위해 상기 발광소자 패키지들 상부에 배치된 확산판을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 B-B'라인을 따라 절단한 단면도를 도시한 도면이며, 도 5는 도 3의 발 광소자칩을 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광소자 패키지(30)는 인쇄회로기판(33)과 상기 인쇄회로기판(33) 상에 실장된 다수의 발광소자칩들(31)을 구비한다.
상기 발광소자칩들(31)은 적색, 녹색 및 청색 발광소자칩들의 배열 순서로 일정 간격으로 교대로 상기 인쇄회로기판(33) 상에 배열될 수 있다. 또는 상기 발광소자칩들(31)은 일정 간격으로 백색 발광소자칩들이 배열될 수 있다.
상기 발광소자칩들(31) 각각은 광을 발광하는 발광소자(35)와, 상기 발광소자(35)로부터 발생된 열을 방출하기 위해 하우징(37)으로부터 소정 두께로 하측으로 노출된 방열부재(39)와, 상기 발광소자(35)를 감싸도록 상기 하우징(37) 상에 형성된 몰딩재(41)와, 상기 발광소자(35)에 전원을 공급하기 위한 제1 및 제2 리드 프레임(43, 45)을 구비한다.
상기 발광소자(35)는 전기적 절연 재질을 갖는 접착제를 이용하여 상기 방열부재(39) 상에 부착된다. 상기 발광소자(35)는 III-V족 화합물 반도체 물질로 이루어진다. 상기 도면에 도시되지 않았지만, 상기 발광소자(35)에는 전원이 인가되기 위한 제1 전극 및 제2 전극이 형성될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제1 리드 프레임(43)은 상기 발광소자(35)의 제1 전극에 연결되고, 상기 제2 리드 프레임(45)은 상기 발광소자(35)의 제2 전극에 연결된다. 상기 제1 및 제2 리드 프레임(43, 45)을 경유하여 상기 제1 및 제2 전극들에 소정의 전압이 인가되면, 이 전압에 의해 상기 발광소자(35)의 활성층으로부터 광이 발광되게 된다.
상기 방열부재(39)는 알루미늄과 같은 열전도 특성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다.
이상의 설명에서는 상기 발광소자(35)가 와이어 본딩 방식에 의해 실장된다. 하지만, 본 발명의 발광소자(35)는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 본딩 방식에 의해서도 실장될 수 있다. 이러한 본딩 방식은 이미 널리 공지된 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
상기 몰딩재(41)는 에틸렌 등과 같은 수지 계열 재질로 형성될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 몰딩재(41)는 상기 발광소자(35) 둘레를 에워싸면서 형성될 수 있다. 특정한 색광을 얻기 위해 상기 발광소자(35) 주위에는 형광체가 도포될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체가 백색광을 발광시키기 위한 재료인 경우, 상기 발광소자(35)로부터 발광된 광은 상기 형광체에 의해 백색광으로 파장 변환될 수 있다. 이와 같이 상기 발광소자(35) 주위에 형광체가 도포된 경우에는 상기 몰딩재(41)가 상기 형광체 상에 형성될 수 있다.
상기 하우징(37)은 방열판(49) 및 상기 몰딩재(41)를 고정 지지하기 위한 부재이다. 따라서, 본 발명의 하우징(37)은 단순히 상기 방열판(49) 및 상기 몰딩재(41)를 고정 지지하는 역할만 수행하므로, 가급적 얇은 두께를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 하우징(37)은 상기 방열부재(39)에 비해 상대적으로 얇은 두께로 형성될 수 있다.
상기 발광소자칩들(31) 각각은 단품으로 제조될 수 있고, 이러한 발광소자칩들(31)은 상기 인쇄회로기판(33) 상에 실장된다.
본 발명의 발광소자칩들(31) 각각은 하부 일부 영역의 방열부재(39)가 외부로 노출된다. 이와 같이 노출된 방열부재(39)는 상기 인쇄회로기판(33)에 구비된 방열판(49) 내부에 삽착된다. 이에 따라, 상기 방열부재(39)가 상기 인쇄회로기판(33)에 구비된 방열판(49)에 보다 많이 면접촉되도록 함으로써, 방열 효율을 극대화할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(33)은 상기 발광소자칩들(31) 각각에 대응되는 면적을 갖는 다수의 홈들(57)이 형성되고, 상기 홈들(57) 각각에 상기 발광소자칩들(31)으로부터 노출된 방열부재(39)가 삽착된 방열판(49)과, 상기 방열판(49) 상에 형성된 절연층(51)과, 상기 절연층(51) 상에 금속 재질로 패턴된 금속전극을 구비한다. 상기 금속전극은 상기 인쇄회로기판(33)의 양 테두리 영역에 형성된 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)은 구리와 같이 전기적 특성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 미설명 부호 55는 상기 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b) 간의 쇼트를 방지하기 위한 절연 부재이다.
전술한 바와 같이, 상기 발광소자칩들(31) 각각에는 하측으로 노출된 방열부재(39)가 구비된다. 따라서, 상기 방열부재(39)의 저면 및 측면은 외부에 노출된다.
상기 인쇄회로기판(33)의 방열판(49)에는 상기 노출된 방열부재(39)에 대응된 면적을 갖는 다수의 홈들(57)이 형성된다. 따라서, 상기 발광소자칩들(31) 각각으로부터 노출된 방열부재(39)는 상기 인쇄회로기판(33)의 홈들(57) 각각에 삽착된다. 상기 발광소자칩들(31) 각각의 방열부재(39)와 상기 인쇄회로기판(33) 간을 고 정시키기 위해 절연성 및 열 전도성 특성을 갖는 접착 재질(미도시)이 이용될 수 있다. 즉, 상기 인쇄회로기판(33)의 방열판(49)에 형성된 홈들(57) 내부에 상기 접착 재질을 형성한 다음, 상기 발광소자칩들(31) 각각의 방열부재(39)를 상기 홈들(57) 내부로 삽착시켜 부착될 수 있다.
이에 따라, 상기 방열부재(39)의 저면 및 측면은 상기 방열판(49)에 형성된 홈(57)의 내측면 및 표면에 면접촉된다. 따라서, 상기 방열부재(39)는 상기 방열판(49)에 보다 많은 면적이 면접촉됨으로써, 상기 방열부재(39) 상에 부착된 발광소자(35)로부터 발생된 열이 신속히 상기 방열부재(39)를 경유하여 상기 방열판(49)으로 전달될 수 있다.
결국, 본 발명은 상기 발광소자칩들(31) 각각의 방열부재(39)와 상기 인쇄회로기판(33) 상에 형성된 방열판(49) 간의 접촉 면적을 극대화하여 방열 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 방열부재(39)가 상기 인쇄회로기판(33) 상에 구비된 방열판(49)의 홈 내부로 삽착됨으로써, 발광소자 패키지(30)의 두께를 최소화할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(33)은 일 방향으로 길게 연장된 직사각형 형태를 갖는다. 이에 따라, 상기 인홰회로기판 상에 형성된 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)도 상기 일 방향으로 길게 연장되도록 패턴 형성된다.
상기 방열판(49)을 구비한 인쇄회로기판(33) 상에는 다수의 발광소자칩들(31)이 실장되고, 이에 따라 보다 많은 열이 발생되므로, 상기 방열판(49)은 알루미늄과 같은 열전도 특성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 또한, 방열 특성을 향상시키기 위해 상기 방열판(49)은 적어도 상기 발광소자칩들(31) 각각에 구비된 방열부재(39)보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 이와 같이 방열부재(39)의 면적을 가능한 한 넓게 형성함으로써, 방열 특성이 향상될 수 있다.
상기 발광소자칩들(31) 각각의 제1 및 제2 리드 프레임(43, 45)은 실버 페이스트(미도시)를 이용하여 상기 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)에 부착된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 발광소자 패키지(30)는 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)으로 공급된 전원이 상기 제1 및 제2 리드 프레임(43, 45)을 경유하여 상기 발광소자(35)들에 일괄적으로 전원을 인가한다. 이러한 전원에 의해 각 발광소자(35)들이 발광된다.
각 발광소자(35)들이 발광됨에 따라, 각 발광소자(35)들로부터 발생된 열은 방열부재(39)를 경유하여 상기 인쇄회로기판(33) 상에 구비된 방열판(49)으로 전달된다. 상기 방열부재(39)의 측면 및 저면이 상기 방열판(49)의 홈 내부의 면접촉됨으로써, 상기 각 발광소자(35)들로부터 발생된 열이 보다 용이하게 상기 인쇄회로기판(33) 상에 구비된 방열판(49)으로 전달됨으로써, 방열 효율을 극대화할 수 있다. 이와 같이 각 발광소자(35)로부터 발생된 열이 신속하게 방출됨으로써, 컬러 시프트를 방지하여 원하는 색광을 얻을 수 있고 열에 의한 온도에 민감한 휘도 특성 저하를 방지하여 고휘도를 안정적으로 얻을 수 있다.
또한, 상기 발광소자칩들(31)에 노출된 방열부재(39)를 상기 인쇄회로기판(33) 내부에 삽착시시켜 상기 방열부재(39)의 두께만큼 두께를 줄일 수 있어 얇은 두께를 갖는 발광소자 패키지(30)를 얻을 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 제조하는 공정을 도시한 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 먼저 일 방향으로 연장된 직사각형 형태를 갖고 상부 표면에 일정 간격을 두고 다수의 홈들(57)을 갖는 방열판(49)이 마련된다. 상기 방열판(49)은 열전도 특성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 홈들(57)은 성형 또는 커팅 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 홈들(57)의 면적은 발광소자칩들(31)로부터 노출된 방열부재(39)의 면적에 대응되도록 형성될 수 있다. 나중에 설명하겠지만, 상기 발광소자칩들(31)로부터 노출된 방열부재(39)가 상기 홈들(57)의 내부로 삽착되게 된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 도포 또는 증착 공정을 통해 상기 홈들(57)이 형성된 방열판(49) 상에 절연층(51)이 형성된다. 상기 절연층(51)은 상기 방열판(49)과 상기 절연층(51) 상에 형성될 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)과의 전기적 접촉을 절연시키기 위해 형성된다.
이어서, 전기적 특성이 우수한 금속 재질이 상기 절연층(51) 상에 도포 또는 증착된 후, 상기 금속 재질이 식각됨으로써, 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)이 형성된다. 상기 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)으로 소정의 전압이 공급될 수 있다.
이와 같이 도 6a 내지 도 6c의 공정에 의해 다수의 발광소자칩들(31)이 실장될 수 있는 인쇄회로기판(33)이 제조될 수 있다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 소정 두께로 하측 방향으로 노출된 방열부재(39) 가 구비된 발광소자칩(31)이 마련된다. 상기 발광소자칩(31)은 하우징(37)에 의해 방열부재(39)가 고정되고, 상기 방열부재(39) 상에 발광소자(35)가 부착되고, 상기 하우징(37) 상에 몰딩재(41)가 형성되며, 상기 발광소자(35)와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 금속 프레임(43, 45)이 구비된다. 도 6c에서는 설명의 편의를 위해 단일 발광소자칩(31)이 도시되고 있지만, 상기 인쇄회로기판(33) 상에는 다수의 발광소자칩들(31)이 실장됨으로, 실제로는 다수의 발광소자칩들(31)이 마련되어야 함에 유의해야 한다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자칩들(31)에 노출된 방열부재(39)가 상기 인쇄회로기판(33) 상에 대응되도록 형성된 방열판(49)의 홈들(57)에 삽착된다. 이때, 상기 발광소자칩들(31)과 상기 홈들(57) 간에 고정을 위해 절연성 및 열전도성이 우수한 재질이 이용될 수 있다. 이와 같이, 상기 발광소자칩들(31)의 방열부재(39)가 상기 인쇄회로기판(33) 상의 방열판(49)의 홈들(57)에 삽착됨으로써, 상기 발광소자칩들(31)에 노출된 방열부재(39)의 저면 및 측면과 상기 방열판(49)에 면접되므로 보다 많은 방열 면적을 확보하여 방열 효율을 극대화할 수 있다. 이때, 상기 발광소자칩들(31) 각각의 방열부재(39)와 상기 인쇄회로기판(33) 간을 고정시키기 위해 절연성 및 열 전도성 특성을 갖는 접착 재질(59)이 이용될 수 있다.
이어서, 실버 페이스트(47)를 이용하여 상기 제1 및 제2 금속 프레임(43, 45)이 상기 제1 및 제2 금속전극(53a, 53b)에 부착된다.
이상의 공정 순서 설명에서는 인쇄회로기판(33)이 마련되고, 발광소자칩들(31)이 마련된 다음, 상기 발광소자칩들(31)이 상기 인쇄회로기판(33) 상에 실장된다. 하지만, 상기 발광소자칩들(31)이 먼저 마련되고, 이어서 인쇄회로기판(33)이 마련된 후, 상기 발광소자칩들(31)이 상기 인쇄회로기판(33) 상에 실장되는 공정 순서로 진행되어도 무방하다.
이상과 같은 공정에 의해 고휘도 및 고 방열 효율을 갖는 발광소자 패키지(30)가 제조될 수 있다. 또한, 상기 발광소자 패키지(30)는 두께가 최소화되고 컬러 시프트가 방지될 수 있다.
따라서, 이와 같이 제조된 발광소자 패키지(30)는 후레쉬용 고휘도 광원, 휴대용 전자제품(휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 PDA)용 백라이트 광원, 전광판용 광원, 조명 및 스위치 조명 광원, 표시등, 교통신호 등에 사용될 수 있으므로 그 사용 적용 범위를 보다 더 확대할 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 제조된 발광소자 패키지를 구비한 백라이트 유닛을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 구비한 백라이트 유닛을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛(60)은, 베이스 프레임(61)과, 상기 베이스 프레임(61) 상에 배치되고 방열 면적을 확대시킨 다수의 발광소자 패키지(30)들과, 상기 발광소자 패키지(30)들 상에 배치된 확산판(65)을 구비한다. 상기 백라이트 유닛(60)은 상기 발광소자 패키지(30)들로부터 발광된 광을 전방으로 반사시키기 위해 상기 베이스 프레임(61) 상에 형성된 반사판(63)이 더 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 발광소자 패키지(30)들 각각은 방열판(49) 상에 다수의 홈들(57)이 형성되고 홈들(57)에 대응된 다수의 발광소자칩들(31)이 구비되며, 상기 발광소자칩들(31)로부터 노출된 방열부재(39)가 대응된 홈들(57) 내부로 삽착된다.
이와 같은 발광소자 패키지(30)들이 상기 베이스 프레임(61) 상에 배치된다. 즉, 상기 발광소자 패키지(30)들 각각의 저면에 구비된 인쇄회로기판(33)이 볼트 나사 결합으로 상기 베이스 프레임(61) 상에 고정될 수 있다. 또는 상기 발광소자 패키지(30)들 각각의 저면에 구비된 인쇄회로기판(33)이 접착제를 이용하여 상기 베이스 프레임(61) 상에 부착될 수 있다.
상기 베이스 프레임(61) 상에는 상기 발광소자 패키지(30)들로부터 발광된 광을 전방으로 반사시키기 위한 반사판(63)이 형성된다. 상기 반사판(63)은 상기 발광소자 패키지(30)의 면적을 제외하고 상기 베이스 프레임(61) 상에 부착될 수 있다. 이를 위해 상기 반사판(63)에는 상기 발광소자 패키지(30)들 각각의 면적에 상응하는 홀들(미도시)이 구비될 수 있다. 이러한 홀들을 통해 상기 발광소자 패키지(30)들이 상기 베이스 프레임(61) 상에 배치될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 백라이트 유닛(60)은 다수의 발광소자칩들(31) 각각의 방열부재(39)를 인쇄회로기판(33)의 다수의 홈들(57) 각각에 삽착시켜 방열 효율이 극대화한 발광소자 패키지(30)들을 구비함으로써, 발광소자칩들(31)로부터 발생된 열에 의한 온도 변화에 관계없이 안정적으로 고휘도를 얻을 수 있고 또한 원하는 색광을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 두께가 얇아진 발광소자 패키지에 의해 두 께가 얇아진 백라이트 유닛을 구현할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 발광소자칩에 구비된 방열부재와 인쇄회로기판에 구비된 방열판 간의 접촉 면적을 극대화하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 신속한 방열 특성으로 인해 온도에 관계없이 안정적인 고휘도 및 원하는 색광을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 발광소자칩에 구비된 방열부재를 인쇄회로기판에 구비된 방열판 내부로 삽착시킴으로써, 두께를 최소화할 수 있다.
이와 같이 제조된 발광소자 패키지를 이용하여 백라이트 유닛과 같은 광원으로 널리 사용될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (18)

  1. 하우징;
    상기 하우징으로부터 하측 방향으로 돌출되어 노출된 방열부재;
    상기 방열부재 상에 부착된 발광소자; 및
    상기 하우징 상에 형성된 몰딩재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자칩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방열부재의 저면 및 측면이 상기 하우징으로부터 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자칩.
  3. 하우징의 하측으로 노출된 방열부재 및 상기 방열부재 상에 부착된 발광소자을 구비한 다수의 발광소자칩들; 및
    상기 발광소자칩들에 대응된 다수의 홈들이 형성된 방열판 및 상기 발광소자에 전원을 공급하기 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비한 인쇄회로기판
    을 포함하고,
    상기 발광소자칩들 각각의 방열부재가 상기 방열판의 홈들 내부에 삽착되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발광소자칩들 각각은
    상기 하우징 상에 형성된 몰딩재
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제3항에 있어서, 상기 방열부재의 저면 및 측면이 상기 방열판에 면접촉되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제3항에 있어서, 상기 노출된 방열부재는 상기 하우징에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제3항에 있어서, 상기 방열부재는 절연성 및 열 전도성이 우수한 접착 재질을 이용하여 상기 방열판의 홈에 부착되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제3항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은
    상기 방열판과 상기 제1 및 제2 전극과의 쇼트를 방지하기 위해 상기 방열판 상에 형성된 절연층
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제3항에 있어서, 상기 발광소자칩들은 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 공통 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 하우징의 하측으로 노출된 방열부재 및 상기 방열부재 상에 부착된 발광소자을 구비한 다수의 발광소자칩들을 마련하는 단계;
    상기 발광소자칩들에 대응된 다수의 홈들이 형성된 방열판 및 상기 발광소자에 전원을 공급하기 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비한 인쇄회로기판을 마련하는 단계; 및
    상기 발광소자칩들 각각의 방열부재를 상기 방열판의 홈들 내부에 삽착하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 방열부재의 저면 및 측면이 상기 방열판에 면접촉되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 노출된 방열부재는 상기 하우징에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 방열부재는 절연성 및 열 전도성이 우수한 접착 재질을 이용하여 상기 방열판의 홈에 부착되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 발광소자칩들은 상기 제1 및 제2 전극에 전기적으로 공통 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 발광소자칩들 각각에 구비된 제1 및 제2 금속 프레임을 상기 제1 및 제2 금속전극에 부착하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  16. 프레임;
    상기 프레임 상에 배치되고, 다수의 홈들이 형성된 방열판을 갖는 인쇄회로기판과 상기 방열판의 홈들 각각에 삽착되기 위한 방열부재가 노출 형성된 다수의 발광소자칩들을 구비한 다수의 발광소자 패키지들; 및
    상기 발광소자 패키지들로부터 발광된 광을 확산시키기 위해 상기 발광소자 패키지들 상부에 배치된 확산판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 발광소자 패키지들로부터 발광된 광을 전방으로 반사시키기 위해 상기 프레임 상에 부착된 반사판
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 방열부재보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자칩.
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