JP2010157738A - 発光素子パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】パッケージの熱抵抗が改善された発光素子パッケージを提供すること。
【解決手段】本発明は、発光素子パッケージ及びその製造方法に関するものである。
本発明に従う発光素子パッケージは、上部にキャビティーを含むパッケージ本体と、上記パッケージ本体の表面に絶縁層と、上記絶縁層の上に複数の金属層と、上記キャビティーに発光素子と、上記発光素子に対応する上記パッケージ本体の下面に第１金属プレートと、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、発光素子パッケージ及びその製造方法に関するものである。
本発明に従う発光素子パッケージは、上部にキャビティーを含むパッケージ本体と、上記パッケージ本体の表面に絶縁層と、上記絶縁層の上に複数の金属層と、上記キャビティーに発光素子と、上記発光素子に対応する上記パッケージ本体の下面に第１金属プレートと、を含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、発光素子パッケージに関するものである。
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、ＧａＡｓ系列、ＡｌＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、及びＩｎＧａＡｌＰ系列などの化合物半導体材料を用いて発光源を構成できる。
このような発光ダイオードは、パッケージ化されて多様な色を放出する発光装置に利用されており、上記発光装置はカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器などの多様な分野に光源として使われている。
本発明は、パッケージの熱抵抗が改善された発光素子パッケージを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、発光素子の放熱経路が改善された発光素子パッケージを提供することにある。
本発明に従う発光素子パッケージは、上部にキャビティーを含むパッケージ本体と、上記パッケージ本体の表面に絶縁層と、上記絶縁層の上に複数の金属層と、上記キャビティーに発光素子と、上記発光素子に対応する上記パッケージ本体の下面に第１金属プレートと、を含む。
本発明に従う発光素子パッケージは、キャビティーを含むパッケージ本体と、上記パッケージ本体に複数の金属層と、上記複数の金属層と上記パッケージ本体との間に絶縁層と、上記パッケージ本体に少なくとも１つのウェルと、上記キャビティー内の上記パッケージ本体の上に発光素子と、上記パッケージ本体の下に上記発光素子領域に対応する第１金属プレートと、を含む。
本発明に従う発光素子パッケージは、キャビティーを含むシリコン材質のパッケージ本体と、上記キャビティー内のパッケージ本体の上に少なくとも１つの発光素子と、上記パッケージ本体の下面に上記発光素子に対応する第１金属プレートと、を含む。
本発明は、パッケージ内で発光素子の熱伝達経路を改善することによって、発光素子の発光効率を改善させることができる効果がある。
本発明は、異常な電源から発光素子が保護できるようにする効果がある。
本発明は、パッケージ内での放熱効率が５〜２０％程度に改善できる。
本発明は、パッケージの信頼性を改善させることができる。
以下、添付された図面を参照しつつ実施形態に対して説明すれば、次の通りである。以下、本発明を説明するに当たって、各層の図面の一例であり、図面の厚さに限定するのではない。
本発明の説明において、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上”に、または“下”に形成されることと記載される場合において、“上”と“下”は“直上又は直下”の場合と“直上ではないが上方にある、又は直下ではないが下方にある”場合の意味を全て含む。また、各層の上または下に対する基準は図面を基準にして説明する。
図１は、第１実施形態に従う発光素子パッケージを示す断面図である。
図１を参照すれば、発光素子パッケージ１００は、パッケージ本体１１０、絶縁層１２０、１２１、複数のウェル１３１、１３２、１３３、１３４、第１及び第２金属層１４０、１４１、第３金属プレート１４５、及び発光素子１５０を含む。
上記パッケージ本体１１０は、シリコン（silicon）材質を用いたウエハレベルパッケージ（wafer level package：ＷＬＰ）または導電型基板で形成できる。上記パッケージ本体１１０の上部には所定の深さのキャビティー１１１が形成される。上記キャビティー１１１はベースチューブ形態の溝、多角形溝、または円形溝のうち、いずれか１つの形態で形成できる。
上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１の側面は所定の角度または所定の曲率で傾斜または垂直に形成できる。上記パッケージ本体１１０の上面の周りは平坦に形成されることができ、その両側面は所定の角度に折り曲げられた形状で形成できる。
上記パッケージ本体１１０の表面には絶縁層１２０、１２１が形成される。上記絶縁層１２０、１２１は、シリコン熱酸化膜、ＡｌＮ、ＳｉＣ、アルミナ、シリコン窒化膜などの絶縁材質で選択的に形成できる。ここで、上記絶縁層１２０、１２１は、上記パッケージ本体１１０にツェナダイオード構造の形成のためにシリコン熱酸化膜で形成できる。
上記パッケージ本体１１０は、上記キャビティー１１１と下面との間の領域が最小厚さに形成できる。上記キャビティー底面と上記パッケージ本体１１０の下面との間の厚さは、例えば５００μｍ〜２０００μｍ程度であり、このような厚さはシリコンウエハが割れず、熱伝達効率によって変更できる。
上記第１絶縁層１２０は、上記パッケージ本体１１０のキャビティーの一側及び本体の一側に第１Ａ絶縁層１２２及び第１Ｂ絶縁層１２４が一体形成される。ここで、上記第１Ｂ絶縁層１２４は、上記パッケージ本体１１０の一側面及び下面の一部まで延びる。
上記第２絶縁層１２１は、上記パッケージ本体１１０のキャビティーの他側及び本体の他側に第２Ａ絶縁層１２３及び第２Ｂ絶縁層１２５が一体形成される。ここで、上記第２Ｂ絶縁層１２５は、上記パッケージ本体１１０の他側面及び下面の一部まで延びる。
上記第１及び第２絶縁層１２０、１２１は、上記キャビティー底面の開放領域（Ａ１）と上記パッケージ本体１１０の下面の開放領域（Ａ３）を除外した領域に一体形成されるか、第１及び第２金属層１４０、１４１の下に配置できる。
上記パッケージ本体１１０の所定領域には複数のウェル１３１、１３２、１３３、１３４が形成される。第１ウェル１３１は上記パッケージ本体１１０の一側に形成され、第２ウェル１３２は上記パッケージ本体１１０の他側に形成され、上記第３ウェル１３３は上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１に形成され、上記第４ウェル１３４は上記パッケージ本体１１０の下面に形成される。
上記第１ウェル１３１は上記第１絶縁層１２０のオープンされた領域に形成され、上記第２ウェル１３２は上記第２絶縁層１２１のオープンされた領域に形成される。上記第１及び第２ウェル１３１、１３２は、上記パッケージ本体１１０の極性、例えば上記シリコン基板の極性と反対になる極性のドーパントを拡散または注入して形成できる。上記第１及び第２ウェル１３１、１３２はツェナダイオードで具現できる。
上記第３ウェル１３３は上記キャビティー１１１の底面に配置され、上記第４ウェル１３４は上記第３ウェル１３３の反対側の下面に形成される。
上記第３ウェル１３３は上記キャビティー１１１の中央のオープン領域（Ａ１）に露出された上記パッケージ本体１１０に形成され、上記第４ウェル１３４は上記パッケージ本体１１０の下面の開放領域（Ａ３）に露出された上記パッケージ本体１１０に形成される。上記第３ウェル１３３または／及び上記第４ウェル１３４は上記発光素子１５０と電気的に分離されているので、（即ち、フローティング（floating）状態）、定電流トランジスタ、他の素子保護用ツェナダイオードで具現できる。
上記第１及び第２絶縁層１２０、１２１の上には所定パターンの第１及び第２金属層１４０、１４１が形成される。また、上記第１及び第２金属層１４０、１４１は、上記パッケージ本体１１０の開放領域（Ａ１、Ａ３）により電気的に分離され、上記キャビティー領域、上記パッケージ本体１１０の上面、側面、及び下面の一部に形成される。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、チタニウム（Ｔｉ）等の金属のうち、少なくとも１つを用いて単層または多層で形成されることができ、一方に限定されない。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１は、少なくとも２つの電極リードに利用されることができ、このようなリード個数は金属層のパターンによって変わることができる。
上記第１金属層１４０の一部は上記第１ウェル１３１の上に形成されて、上記第１ウェル１３１と電気的に連結される。上記第２金属層１４１は上記第２ウェル１３２の上に形成されて、上記第２ウェル１３２と電気的に連結される。
上記発光素子１５０は上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１に搭載される。上記発光素子１５０は少なくとも１つまたは少なくとも１種類のチップが搭載できる。上記発光素子１５０は、上記キャビティー１１１の底面（即ち、パッケージ本体の表面）に付着される。上記発光素子１５０は、例えば青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップなどの有色ＬＥＤチップであるとか、紫外線（ＵＶ）ＬＥＤチップからなることができ、このような発光素子１５０の種類や個数に限定されない。
ここで、上記発光素子１５０は上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１の内の開放領域（Ａ１）に形成された第３ウェル１３３の上に付着できる。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１と上記発光素子１５０は、複数のワイヤ１５２により電気的に連結される。上記パッケージ本体１１０は、下面及び側面でベース基板（例：ＭＯＰＣＢ）に表面実装技術（ＳＭＴ）によりソルダーボンディングできる。
ここで、上記第１及び第２ウェル１３１、１３２は、上記第１及び第２金属層１４０、１４１のパターンに従い上記発光素子１５０と並列回路に連結されるか、独立的な素子で構成できる。
上記パッケージ本体１１０の下面開放領域（Ａ３）には第３金属プレート１４５が形成される。上記第３金属プレート１４５は、上記第１及び第２金属層１４０、１４１と同一な材質で形成されるか、放熱特性の良い金属材質で形成できる。上記第３金属プレート１４５は上記発光素子１５０の下に対向する領域、例えば上記第４ウェル１３４の下に形成される。上記第３金属プレート１４５は上記発光素子１５０から発生した熱を放熱するようになる。このために、上記第３金属プレート１４５のサイズは上記発光素子１５０の接着面のサイズより大きく形成された場合、放熱に効果的でありうる。上記第３金属プレート１４５の厚さは、例えば０．５〜１００μｍに形成されることができるが、これに限定されない。
上記第３金属プレート１４５は、上記パッケージ本体１１０の下面と同一平面に形成できる。上記第３金属プレート１４５は、上記第１金属層１４０及び上記第２金属層１４１とは電気的にオープンされた構造で配置される。
上記キャビティー１１１には樹脂物１６０が形成される。上記樹脂物１６０はシリコンまたはエポキシのような透明な樹脂材質で形成できる。また、上記樹脂物１６０には少なくとも１種類の蛍光体が添加されることもでき、上記蛍光体の種類に限定されない。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１を通じて電源が供給されれば、上記発光素子１５０は上記第１及び第２金属層１４０、１４１に連結されたワイヤ１５２を通じて電源の供給を受けて発光するようになる。
上記発光素子１５０の駆動により熱が発生されれば、上記発生された熱の一部は上記パッケージ本体１１０を通じて上記第３金属プレート１４５に伝導されて、放熱するようになる。この時、上記パッケージ本体１１０は上記第３金属プレート１４５が形成される領域の厚さが薄くて熱伝導を効果的に遂行することができる。
図２の（Ａ）、（Ｂ）は、図１の放熱経路及び放熱抵抗を示す図である。
図１及び図２（Ａ）を参照すれば、発光素子１５０で発生された熱は、その下に配置されたパッケージ本体１１０及び第３金属プレート１４５を通じて熱が伝達されて放熱するようになる。即ち、上記発光素子１５０で発生された熱は上記パッケージ本体１１０及び第３金属プレート１４５を通じて伝達されて外部に放熱されるようになる。図２（Ｂ）に示すように、パッケージの熱抵抗を見れば、パッケージ本体抵抗（Ｒｓ）及び第３金属プレート抵抗（Ｒｍ）に連結される。上記熱抵抗（Ｒｓ、Ｒｍ）により上記発光素子１２０の熱を速かに放熱させることができる。これは、発光素子１５０の垂直下方向に配置された熱抵抗（Ｒｓ、Ｒｍ）の個数を減らすことによって、高効率パッケージが具現できるので、上記発光素子１５０が安定的に動作して発光効率を改善させることができる。
図３は、図１の回路構成図である。
図３を参照すれば、発光ダイオードパッケージは発光ダイオードＤ１とツェナダイオードＺＤ１を含み、上記発光ダイオードＤ１と上記ツェナダイオードＺＤ１は互いに並列で連結できる。上記発光ダイオードＤ１及びツェナダイオードＺＤ１の両端には第１及び第２電極（Ｐ１、Ｐ２）が連結される。
上記ツェナダイオードＺＤ１は、両方向しきい電圧を持つ両方向ツェナダイオードと開示したが、単方向しきい電圧を持つ単方向ツェナダイオードを上記発光ダイオードＤ１に逆並列で連結することもでき、前述した技術範囲内で選択的に利用できる。
図４は、図１の他の回路構成図である。
図４を参照すれば、発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードＤ１、第１ツェナダイオードＺＤ１、及び第２ツェナダイオードＺＤ２を含む。上記発光ダイオードＤ１と第１ツェナダイオードＺＤ１とは互いに並列で連結され、上記第２ツェナダイオードＺＤ２は上記発光ダイオードＤ１とは別の回路で構成するようになる。即ち、図１に図示された上記第１及び第２ウェル１３１、１３２は、上記第１ツェナダイオードＺＤ１で構成し、上記第３及び第４ウェル１３３、１３４は、上記第２ツェナダイオードＺＤ２で具現できる。
図５乃至図１１は、図１の発光素子パッケージの製造過程を示す図である。
図５を参照すれば、パッケージ本体１１０はシリコン（silicon）材質を用いたウエハレベルパッケージ（wafer level package：ＷＬＰ）または導電型基板で形成できる。上記パッケージ本体１１０の上部には所定の深さのキャビティー１１１が形成される。
上記キャビティー１１１は、上記パッケージ本体１１０の上及び下にマスクパターン（図示せず）を形成した後、エッチング工程により形成できる。上記エッチング工程は、湿式エッチングまたは乾式エッチング方式を使用できる。
上記キャビティー１１１の表面形状は、ベースチューブ形態の溝、円、または多角形溝で形成されることができ、その側面は所定の角度または所定の曲率で傾斜または垂直に形成できる。上記パッケージ本体１１０の上面の周りは平坦に形成されることができ、その両側面は所定の角度に折り曲げられた形状で形成できる。
上記パッケージ本体１１０は、上記キャビティー１１１と下面との間の領域が最小厚さに形成できる。上記キャビティー底面と上記パッケージ本体１１０の下面との間の厚さは、例えば５００μｍ〜２０００μｍ程度であり、このような厚さはシリコンウエハが割れず、熱伝達効率に従って変更できる。
図６を参照すれば、上記パッケージ本体１１０の表面の全体には絶縁層１２０Ａが形成される。上記絶縁層１２０Ａは、シリコン熱酸化膜、ＡｌＮ、ＳｉＣ、アルミナ、シリコン窒化膜などの絶縁物質の中から選択的に形成されるか、シリコン半導体工程で使われる絶縁物質を使用できる。上記パッケージ本体１１０にツェナダイオードを具現する場合、上記絶縁層１２０Ａはシリコン熱酸化膜に使用できる。
図６乃至図８を参照すれば、上記絶縁層１２０Ａに対して、パターニング工程を行なう。上記絶縁層１２０Ａは、上記キャビティー１１１の開放領域（Ａ１）、上記パッケージ本体１１１の両側ウェル開放領域（Ａ２）、下面開放領域（Ａ３）をパターニングを通じて除去してオープンさせる。これによって、上記絶縁層１２０Ａは上記パターニング工程により第１及び第２絶縁層１２０、１２１に配置されることができ、上記第１及び第２絶縁層１２０、１２１は一体形成されるか、互いに分割された構造で配置できる。
上記第１絶縁層１２０は、上記パッケージ本体１１０のキャビティーの一側及び本体の一側に第１Ａ絶縁層１２２及び第１Ｂ絶縁層１２４が一体形成される。ここで、上記第１Ｂ絶縁層１２４は上記パッケージ本体１１０の一側面及び下面の一部まで延びる。
上記第２絶縁層１２１は、上記パッケージ本体１１０のキャビティーの他側及び本体の他側に第２Ａ絶縁層１２３及び第２Ｂ絶縁層１２５が一体形成される。ここで、上記第２Ｂ絶縁層１２５は上記パッケージ本体１１０の他側面及び下面の一部まで延びる。
上記第１及び第２絶縁層１２０、１２１は、上記キャビティー底面の開放領域（Ａ１）と上記パッケージ本体１１０の下面開放領域（Ａ３）を除外した領域に一体形成されるか、複数個に分割できる。
図７及び図８を参照すれば、上記絶縁層１２０、１２１が除去された開放領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３）に対して拡散工程が行なわれる。上記拡散工程は、上記開放領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３）を通じて上記パッケージ本体１１０の内部にドーパントを拡散させてくれる工程であって、上記ドーパントはシリコン基板の極性と反対のドーパントを注入するようになる。これによって、上記開放領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のパッケージ本体１１０には第１乃至第４ウェル１３１、１３２、１３３、１３４が形成される。
第１ウェル１３１は上記パッケージ本体１１０の一側開放領域（Ａ２）に形成され、第２ウェル１３２は上記パッケージ本体１１０の他側開放領域（Ａ２）に形成され、第３ウェル１３３は上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１の開放領域（Ａ１）に形成され、第４ウェル１３４は上記パッケージ本体１１０の下面開放領域（Ａ３）に形成される。
上記第１及び第２ウェル１３１、１３２はツェナダイオードで具現されることができ、上記第３及び第４ウェル１３３、１３４は他の素子保護用ツェナダイオードで具現できる。上記第３ウェル１３３または／及び上記第４ウェル１３４は上記発光素子１５０と電気的に分離されているので（即ち、フローティング（floating）状態）、定電流トランジスタ、他の素子保護用ツェナダイオードで具現できる。
図８及び図９を参照すれば、金属の形成工程が進行される。マスクパターンを用いて上記第１及び第２金属層１４０、１４１と上記第３金属プレート１４５をスパッタリングまたは薄膜蒸着方法などを用いて形成するようになる。上記絶縁層１２０、１２１の上には第１及び第２金属層１４０、１４１が形成され、上記パッケージ本体１１０の下面開放領域（Ａ３）には第３金属プレート１４５が形成される。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１は電気的にオープンされ、キャビティー領域、パッケージ本体１１０の側面及び下面の一部まで延びる。上記第３金属プレート１４５は下面放熱板として機能するようになる。
ここで、上記第１及び第２金属層１４０、１４１は少なくとも２つの電極リードに利用されることができ、このようなリード個数は金属層パターンによって変わることができる。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１と第３金属プレート１４５は同一工程により形成されることができ、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、チタニウム（Ｔｉ）のうち、少なくとも１つを用いて単層または多層に形成されることができるが、それに限定されない。
上記第３金属プレート１４５は上記第４ウェル１３４の下に形成され、そのサイズは、例えば上記発光素子の接触面積より大きく形成された場合、放熱に効果的でありうる。上記第３金属プレート１４５の厚さは例えば０．５〜１００μｍに形成されることができるが、これに限定されない。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１は、上記第１及び第２ウェル１３１、１３２の上に形成されて、上記第１及び第２ウェル１３１、１３２と電気的に連結される。
図９及び図１０を参照すれば、発光素子１５０を搭載する工程が進行される。上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１の内には上記発光素子１５０が付着される。上記発光素子１５０は、上記第３ウェル１３３の上に少なくとも１つが配置できる。上記発光素子１５０は複数のワイヤ１５２を通じて上記第１及び第２金属層１４０、１４１に電気的に連結されるが、このような連結方式に限定されない。
上記発光素子１５０は、例えば青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップなどの有色ＬＥＤチップであるとか、紫外線（ＵＶ）ＬＥＤチップからなることができ、このような発光素子１５０の種類や個数に限定されない。
ここで、上記第１及び第２ウェル１３１、１３２と上記発光素子１５０は、上記第１及び第２金属層１４０、１４１のパターンに従い互いに並列回路で構成するか、互いに独立的な回路で構成できる。
図１０及び図１１を参照すれば、上記キャビティー１１１の内には樹脂物１６０が形成される。上記樹脂物１６０はシリコンまたはエポキシのような透明な樹脂物であるとか、上記樹脂物１６０に少なくとも１種類の蛍光体を混合できる。上記キャビティー１１１の上にはレンズが形成または付着されることができるが、これに限定されない。
上記第１及び第２金属層１４０、１４１は、上記パッケージ本体１１０の下面及び側面でベース基板（例：ＭＯＰＣＢ）に表面実装技術（ＳＭＴ）によりソルダーボンディングできる。
上記発光素子１５０の駆動により熱が発生されれば、上記発生された熱の一部は上記パッケージ本体１１０を通じて上記第３金属プレート１４５に伝導されて放熱するようになる。この時、上記パッケージ本体１１０は上記第３金属プレート１４５が形成される領域の厚さが薄くて、熱伝導が効果的に遂行できる。
図１２は第２実施形態に従う発光素子パッケージを示す側断面図であり、図１３は図１２の放熱経路及び放熱抵抗を示す図である。第２実施形態を説明するに当たって、上記第１実施形態と同一な部分に対しては第１実施形態を参照し、重複説明は省略する。
図１２を参照すれば、発光素子パッケージ１００Ａはパッケージ本体１１０の第３ウェル１３３の上に第４金属プレート１４７が形成され、上記第４ウェル１３４の下に第３金属プレート１４５が形成される。
発光素子１５０から放出された熱は、図１３（Ａ）のように、上記第４金属プレート１４７、上記パッケージ本体１１０、及び上記第３金属プレート１４５の経路に沿って放出される。
上記第３及び第４金属プレート１４５、１４７は、上記第１及び第２金属プレート１４０、１４１と電気的に分離される。上記第４金属プレート１４７は、上記発光素子１５０の接触面積より大きく形成できる。
図１３（Ｂ）のように、上記発光素子の放熱経路には上記第４金属プレート抵抗（Ｒｍ１）、上記パッケージ本体抵抗（Ｒｓ）、及び上記第３金属プレート抵抗（Ｒｍ２）を通じて伝達される。この時、上記第４金属プレート抵抗（Ｒｍ１）は上記発光素子１５０の熱を一時的に分散させて伝達するようになる。
これによって、上記発光素子１５０から発生された熱を効果的に放熱させることができるので、上記発光素子１５０が安定的に動作することができ、パッケージの信頼性を改善させることができる。
図１４は第３実施形態に従う発光素子パッケージの側断面図であり、図１５は図１４の放熱経路、放熱抵抗、及び回路構成図である。第３実施形態を説明するに当たって、上記第１実施形態と同一な部分に対しては第１実施形態を参照し、重複説明は省略する。
図１４を参照すれば、発光素子パッケージ１００Ｂはパッケージ本体１１０にウェルを形成しない構造である。上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１の底面開放領域（Ａ１）に発光素子１５０が付着され、下面開放領域（Ａ３）に第３金属プレート１４５が形成される。
図１５（Ａ）を参照すれば、上記発光素子の放熱経路はパッケージ本体１１０を通じて上記第３金属プレート１４５を通じて放熱される。図１５（Ｂ）を参照すれば、放熱抵抗はパッケージ本体抵抗（Ｒｓ）と第３金属プレート抵抗とが連結された構成である。図１５（Ｃ）を参照すれば、上記パッケージ本体にウェルが除去されているので、発光素子Ｄ１のみ構成される。
図１６は第４実施形態に従う発光素子パッケージの側断面図であり、図１７は図１６の放熱経路、放熱抵抗、及び回路構成図である。第４実施形態を説明するに当たって、上記第３実施形態と同一な部分に対しては第３実施形態を参照し、重複説明は省略する。
図１６を参照すれば、発光素子パッケージ１００Ｃは発光素子１５０の下に第４金属プレート１３７が配置され、上記第４金属プレート１３７は上記パッケージ本体１１０のキャビティー１１１の底面に配置される。上記パッケージ本体１１０の下面開放領域（Ａ３）には第３金属プレート１４５が配置される。
図１７（Ａ）を参照すれば、放熱経路は上記発光素子から発生された熱は第４金属プレート１３７、上記パッケージ本体１１０、及び上記第３金属プレート１４５を通じて放出される。図１７（Ｂ）を参照すれば、放熱抵抗は上記第４金属プレート抵抗（Ｒｍ１）、パッケージ本体抵抗（Ｒｓ）、及び上記第３金属プレート抵抗（Ｒｍ２）を含み、このような放熱抵抗（Ｒｍ１、Ｒｓ、Ｒｍ２）を通じて熱が伝導される。図１７（Ｃ）を参照すれば、上記パッケージは発光ダイオードＤ１の回路で構成される。
本発明は、パッケージ本体１１０のキャビティー１１１に金属プレートまたは／及びウェルを配置し、その反対側面に金属プレートまたは／及びウェルを配置することによって、最小の抵抗で放熱を誘導することができ、保護素子を具現させることができる。
以上、本発明に対して実施形態を中心に説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形と応用が可能であることが分かる。例えば、本発明の実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施できる。そして、このような変形と応用に関係された差異点は添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明は、ＬＥＤ（light emitting diode）パッケージを提供できる。
本発明は、温度に強いＬＥＤパッケージを提供できる。
本発明は、表示装置、街灯、照明装置などの光源に使用できる。
本発明は、ＬＥＤパッケージの信頼性を改善させることができる。
Claims (20)
- 上部にキャビティーを含むパッケージ本体と、
前記パッケージ本体の表面に絶縁層と、
前記絶縁層の上に複数の金属層と、
前記キャビティーに発光素子と、
前記発光素子に対応する前記パッケージ本体の下面に第１金属プレートと、
を含むことを特徴とする発光素子パッケージ。 - 前記発光素子と前記パッケージ本体との間に形成された第２金属プレートを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子及び前記第３金属プレートは、前記パッケージ本体の上及び下に直接接触されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記パッケージ本体は、前記第１金属層と電気的に連結されたドーパントを含む第１ウェルと、
前記第２金属層と電気的に連結されたドーパントを含む第２ウェルと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１及び第２ウェルは前記発光素子に逆並列で連結されたツェナダイオードを含むことを特徴とする請求項４に記載の発光素子パッケージ。
- 前記パッケージ本体には前記発光素子及び前記第１金属プレートの領域のうち、少なくとも１つの領域に形成される第３ウェルを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記第３ウェルは前記第１及び第２金属層と電気的にオープンされ、前記パッケージ本体の極性と異なる極性のドーパントを含むことを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
- 前記キャビティーに形成された樹脂物または蛍光体が添加された樹脂物を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子は有色のＬＥＤチップまたはＵＶ ＬＥＤチップを含み、
前記パッケージ本体はシリコンウエハまたは導電型基板であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子パッケージ。 - キャビティーを含むパッケージ本体と、
前記パッケージ本体に複数の金属層と、
前記複数の金属層と前記パッケージ本体との間に絶縁層と、
前記パッケージ本体に少なくとも１つのウェルと、
前記キャビティー内の前記パッケージ本体の上に発光素子と、
前記パッケージ本体の下に前記発光素子領域に対応する第１金属プレートと、
を含むことを特徴とする発光素子パッケージ。 - 前記パッケージ本体と前記発光素子との間に第２金属プレートのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記ウェルはドーパントを含み、前記パッケージ本体に複数個形成されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記ウェルは前記発光素子の下の前記パッケージ本体及び前記第１金属プレートの上の前記パッケージ本体のうち、少なくとも１つの領域に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１金属プレートは、前記発光素子の下面の面積より大きく形成されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子と前記第１金属プレートは、前記パッケージ本体の両面に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記パッケージ本体の下面と前記第１金属プレートは、同一平面に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記ウェル及び前記発光素子は、前記複数の金属層に電気的に連結されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- キャビティーを含むシリコン材質のパッケージ本体と、
前記キャビティー内のパッケージ本体の上に少なくとも１つの発光素子と、
前記パッケージ本体の下面に前記発光素子に対応する第１金属プレートと、
を含むことを特徴とする発光素子パッケージ。 - 前記パッケージ本体の表面に前記発光素子及び前記第１金属プレートの以外の領域に絶縁層及び複数の金属層を含むことを特徴とする請求項１８に記載の発光素子パッケージ。
- 前記キャビティー領域の前記パッケージ本体の厚さは５００μｍ〜２０００μｍであることを特徴とする請求項１８に記載の発光素子パッケージ。
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