JP2020537329A - 発光素子パッケージ及び光源装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の実施例に係る発光素子パッケージは、少なくとも１つの貫通ホールを有する第１〜第３フレームと、前記第１〜第３フレームを支持する本体と、前記第１及び第２フレームの上に配置される第１発光素子と、前記第２及び第３フレームの上に配置される第２発光素子とを含み、前記本体は、前記第１と第２フレームとの間に配置され、前記第１発光素子と垂直に重なる第１リセスと、前記第２と第３フレームとの間に配置され、前記第２発光素子と垂直に重なる第２リセスとを含み、前記第１発光素子は、前記第１フレームの貫通ホールの上に配置される第１ボンディング部と、前記第２フレームの貫通ホールの上に配置される第２ボンディング部とを含み、前記第２発光素子は、前記第２フレームの貫通ホールの上に配置される第３ボンディング部と、前記第３フレームの貫通ホールの上に配置される第４ボンディング部とを含むことができる。
Description
本発明は、発光素子パッケージ、発光素子パッケージの製造方法、及びこれを備える光源装置に関するものである。
また、本発明は、半導体素子パッケージ、半導体素子パッケージの製造方法、及びこれを備える光源装置に関するものである。
GaN、AlGaN等の化合物を含む半導体素子は、広くて調整が容易なバンドギャップエネルギーを有する等の多様な長所を有することから、発光素子、受光素子及び各種ダイオード等に多様に用いられている。
特に、ＩＩＩ族‐Ｖ族またはＩＩ族‐ＶＩ族化合物半導体物質を利用した発光ダイオード(Light Emitting Diode)やレーザダイオード(Laser Diode)のような発光素子は、薄膜成長技術及び素子材料の開発により赤色、緑色、青色及び紫外線等多様な波長帯域の光を具現できる長所がある。また、ＩＩＩ族‐Ｖ族またはＩＩ族‐ＶＩ族化合物半導体物質を利用した発光ダイオードやレーザダイオードのような発光素子は、蛍光物質を利用したり色を組み合わせることで、効率の良い白色光源も具現可能である。このような発光素子は、蛍光灯、白熱灯等既存の光源に比べて、低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性の長所を有する。
さらに、光検出器や太陽電池のような受光素子も、ＩＩＩ族‐Ｖ族またはＩＩ族‐ＶＩ族化合物半導体物質を利用して製作する場合、素子材料の開発により多様な波長領域の光を吸収して光電流を生成することで、ガンマ線からラジオ波長領域まで多様な波長領域の光を利用することができる。また、このような受光素子は、速い応答速度、安全性、環境親和性及び素子材料の容易な調節といった長所を有することで、電力制御または超高周波回路や通信用モジュールにも容易に利用することができる。
よって、半導体素子は、光通信手段の送信モジュール、LCD(Liquid Crystal Display)表示装置のバックライトを構成する冷陰極管(CCFL：Cold Cathode Fluorescence Lamp)を代替できる発光ダイオードバックライト、蛍光灯や白熱電球を代替できる白色発光ダイオード照明装置、自動車ヘッドライト及び信号灯及びガスや火災を感知するセンサ等にまで応用が拡散している。また、半導体素子は、高周波応用回路やその他電力制御装置、通信用モジュールにまで応用が拡大されつつある。
発光素子(Light Emitting Device)は、例えば周期律表上のＩＩＩ族‐Ｖ族元素またはＩＩ族‐ＶＩ族元素を利用して電気エネルギーが光エネルギーに変換される特性のｐ‐ｎ接合ダイオードとして提供され、化合物半導体の組成比を調節することで、多様な波長を具現することができる。
例えば、窒化物半導体は、高い熱的安定性と幅広いバンドギャップエネルギーによって、光素子及び高出力電子素子の開発分野で大きな注目を浴びている。特に、窒化物半導体を利用した青色(Blue)発光素子、緑色(Green)発光素子、紫外線(UV)発光素子、赤色(RED)発光素子等は、商用化されて広く用いられている。
例えば、紫外線発光素子の場合、２００nm〜４００nmの波長帯に分布している光を発生する発光ダイオードとして、前記波長帯域において、短波長の場合、殺菌、浄化等に用いられ、長波長の場合、露光装置または硬化装置等に用いられる。
紫外線は、波長が長い順にUV‐A(３１５nm〜４００nm)、UV‐B(２８０nm〜３１５nm)、UV‐C(２００nm〜２８０nm)の３種類に分けられる。UV‐A(３１５nm〜４００nm)領域は産業用UV硬化、印刷インク硬化、露光装置、偽札鑑別、光触媒殺菌、特殊照明(水族館/農業用等)等の多様な分野に応用されており、UV‐B(２８０nm〜３１５nm)領域は医療用として用いられ、UV‐C(２００nm〜２８０nm)領域は空気浄化、浄水、殺菌製品等に適用されている。
一方、高出力を提供できる半導体素子が求められており、高電源を印加して出力を高めることができる半導体素子に対する研究が行われている。
また、半導体素子パッケージにおいて、半導体素子の光抽出効率を向上させ、パッケージ端における光度を向上させることができる方案に対する研究が行われている。また、半導体素子パッケージにおいて、パッケージ電極と半導体素子の間のボンディング結合力を向上させることができる方案に対する研究が行われている。
また、半導体素子パッケージにおいて、工程効率の向上及び構造変更により、製造コストを減らし製造収率を向上させることができる方案に対する研究が行われている。
実施例は、複数の半導体素子または複数の発光素子を有する、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームの上に複数の半導体素子または複数の発光素子が配置された、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームの上に相互離隔した複数の半導体素子または複数の発光素子が導電層と連結される、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームのそれぞれが、少なくとも１つの貫通ホールを備え、半導体素子または発光素子と重なった、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームのそれぞれが、少なくとも１つの貫通ホール及び前記貫通ホールに導電層を備え、各素子のボンディング部、前記導電層及びフレームの間の接着力が改善された、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、フレームの貫通ホールと対向する半導体素子または発光素子のボンディング部が導電層と電気的に連結される、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームの間の本体に、１つまたは複数のリセスを有し、半導体素子または発光素子と重なる、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームの間の本体に、１つまたは複数のリセスを有し、前記リセスに第１樹脂を配置して半導体素子または発光素子と接着される、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、相互離隔した少なくとも３つのフレームの間の本体と半導体素子または発光素子の間に接着される第１樹脂を配置した、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、複数の発光素子を直列または並列に連結される、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、光抽出効率及び電気的特性を向上させることができる、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、工程効率を向上させ新たなパッケージ構造を提示して、製造コストを減らし製造収率を向上させることができる、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
また、実施例は、半導体素子パッケージが基板等に再ボンディングされる過程で、半導体素子パッケージのボンディング領域で再溶解(re‐melting)現象が発生することを防止できる、半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージを提供することを目的とする。
実施例に係る発光素子パッケージは、少なくとも１つの貫通ホールを有する第１〜第３フレームと、前記第１〜第３フレームを支持する本体と、前記第１及び第２フレームの上に配置される第１発光素子と、前記第２及び第３フレームの上に配置される第２発光素子とを含み、前記本体は、前記第１と第２フレームとの間に配置され、前記第１発光素子と垂直に重なる第１リセスと、前記第２と第３フレームとの間に配置され、前記第２発光素子と垂直に重なる第２リセスとを含み、前記第１発光素子は、前記第１フレームの貫通ホールの上に配置される第１ボンディング部と、前記第２フレームの貫通ホールの上に配置される第２ボンディング部とを含み、前記第２発光素子は、前記第２フレームの貫通ホールの上に配置される第３ボンディング部と、前記第３フレームの貫通ホールの上に配置される第４ボンディング部とを含むことができる。
実施例によれば、前記本体と前記第１発光素子の間と、前記本体と第２発光素子の間にそれぞれ配置される第１樹脂を含むことができる。
実施例によれば、前記第１樹脂は、前記第１リセスと前記第２リセスに配置される。
実施例によれば、前記第１リセスと前記第２リセスは、第１方向の長さを有し、前記第１リセスと前記第２リセスの長さは、前記第１発光素子の前記第１方向の長さより小さい。
実施例によれば、前記第１リセスと前記第２リセスは、第１方向の長さを有し、前記第１リセスの長さは、前記第１発光素子の前記第１方向の長さより小さく、前記第２リセスの長さは、前記第２発光素子の長さより長く、前記第２リセスの一部は、前記第１発光素子の一部と垂直に重なるように延長される。
実施例によれば、前記第１リセスは、前記第１フレームの貫通ホールと前記第２フレームの貫通ホールの間に配置され、前記第２リセスは、前記第２フレームの貫通ホールと前記第３フレームの貫通ホールの間に配置される。
実施例によれば、前記第１リセスは、前記第１発光素子と重なる内側部と、前記第１発光素子の側面から外側に突出する外側部とを有し、前記第２リセスは、前記第２発光素子と重なる内側部と、前記第２発光素子の側面から外側に突出する外側部を有することができる。
実施例によれば、前記第１リセスは、前記第１発光素子の下に複数個配置され、前記第２リセスは、前記第２発光素子の下に複数個配置され、前記複数個の第１リセスの外側部は、前記第１発光素子の相互反対側の側面より外側に突出し、前記複数個の第２リセスの外側部は、前記第２発光素子の相互反対側の側面より外側に突出する。
実施例によれば、前記第１リセスと前記第２リセスは、前記内側部と外側部の長さ比率が４：６〜６：４である。
実施例によれば、前記第１樹脂は、前記第１及び第２リセスの外側部に配置される。
実施例によれば、前記第１と第２発光素子の間の間隔は、前記第１及び第２発光素子の下に配置された前記第１と第２リセスの間の最小間隔よりも離隔する。
実施例によれば、前記第１及び第２発光素子は、前記第１〜第３フレームによって直列に連結される。
実施例によれば、前記第１及び第２発光素子のそれぞれは、少なくとも２つの発光セルが直列に連結され、前記発光セルは、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を有する発光構造物を含むことができる。
実施例によれば、前記第１〜第３フレームは、導電性フレームであり、前記貫通ホールに導電層が配置され、前記導電層は、前記第１発光素子の第１、２ボンディング部と前記第２発光素子の第３及び第４ボンディング部に接触する。
実施例によれば、前記第１発光素子の第１、２ボンディング部は、前記第１及び第２フレームと前記第１及び第２フレームの貫通ホールに配置された前記導電層と電気的に連結され、前記第２発光素子の第３、４ボンディング部は、前記第２及び第３フレームと前記第２及び第３フレームの貫通ホールに配置された前記導電層と電気的に連結され、前記導電層は、ＳＡＣ系を含むことができる。
実施例に係る発光素子パッケージは、相互離隔して配置される第１〜第４フレームと、前記第１〜第４フレームを支持する本体と、前記本体の上に配置される複数の発光素子とを含み、前記第１及び第２フレームは、それぞれ第１及び第２貫通ホールを含み、前記第１貫通ホールと前記第２貫通ホールは、第１方向及び前記第１方向と垂直な第２方向に離隔し、前記第３フレームは、前記第１フレームの第１貫通ホールと前記第２方向に重なる第３貫通ホールと、前記第１フレームの第１貫通ホールと前記第１方向に重なる第４貫通ホールとを含み、前記第４フレームは、前記第３フレームの第４貫通ホールと前記第１方向に重なる第５貫通ホールと、前記第２フレームの第２貫通ホールと前記第２方向に重なる第６貫通ホールとを含み、前記第３フレームの前記第３貫通ホールと前記第４貫通ホールの間の連結領域は、前記第３及び第４貫通ホールの上面の最大幅より狭い最小幅を有し、前記第４フレームの前記第５貫通ホールと前記第６貫通ホールの間の連結領域は、前記第５及び第６貫通ホールの上面の最大幅より狭い最小幅を有し、前記複数の発光素子は、前記第１貫通ホールと前記第３貫通ホールの間、前記第４貫通ホールと前記第５貫通ホールの間、及び前記第６貫通ホールと前記第２貫通ホールの間に配置される。
実施例に係る光源装置は、回路基板と、前記回路基板に１つまたは複数の発光素子パッケージが配置される。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、半導体素子または発光素子のボンディング部と対向するフレームの貫通ホールに導電層を提供して、ボンディング部の接着力及び電気導電性を改善することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、半導体素子または発光素子と本体の間に接着のための第１樹脂を配置して、発光素子の接着力及び支持力を改善することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、半導体素子または発光素子と対向する本体のリセスに第１樹脂を配置して、発光素子の接着力及び支持力を改善することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、複数の半導体素子または発光素子内に、１つまたは複数の発光セルを配置して、高電圧パッケージを提供することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、複数の半導体素子または発光素子を直列に連結して、高電圧パッケージを提供することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、複数の半導体素子または複数の発光素子をフレームまたは導電層で選択的に連結して、パッケージの駆動電圧の転換が可能となる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、光抽出効率及び電気的特性と信頼性を向上させることができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子パッケージの製造方法によれば、工程効率を向上させ新たなパッケージ構造を提示して、製造コストを減らし製造収率を向上させることができる。
実施例に係る半導体素子パッケージは、反射率が高い本体を提供することで、反射体が変色しないように防止でき、半導体素子パッケージの信頼性を改善することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージ及び半導体素子の製造方法によれば、半導体素子パッケージが基板等に再ボンディングされる過程で、半導体素子パッケージのボンディング領域で再溶解(re‐melting)現象が発生することを防止することができる。
実施例に係る半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージの信頼性を改善することができる。
以下、添付された図面を参照して実施例を説明する。実施例の説明において、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」または「下」に形成されると記載される場合、「上」と「下」は「直接」または「他の層を介して」形成されるものも含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準に説明するが、実施例がこれに限定されるものではない。
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例に係る半導体素子パッケージに対して詳細に説明する。前記半導体素子パッケージの半導体素子は、紫外線、赤外線または可視光線の光を発光する発光素子を含むことができる。以下では、半導体素子の例として、発光素子が適用された場合を基に説明し、前記発光素子が適用されたパッケージまたは光源装置に非発光素子、例えばツェナーダイオードのような素子や、波長や熱を監視するセンシング素子を含むことができる。以下では、半導体素子の例として発光素子が適用された場合を基に説明し、発光素子パッケージに対して詳細に説明するようにする。
<第１実施例>
図１は本発明の第１実施例に係る発光素子パッケージの平面図であり、図２は図１の発光素子パッケージのパッケージ本体を示した平面図であり、図３は図１の発光素子パッケージのＡ‐Ａ'線断面図であり、図４は図１の発光素子パッケージのＡ‐Ｂ線断面図であり、図５は図１の発光素子パッケージのＣ‐Ｃ線断面図であり、図６は図１の発光素子パッケージのＤ‐Ｄ線断面図であり、図７は第１実施例の別の例として、図４の発光素子パッケージの変形例であり、図８は第１実施例の別の例として、図３の発光素子パッケージに配置された発光素子の別の例であり、図９は第１実施例の別の例として、図３の発光素子パッケージに配置されたフレームの貫通ホールの変形例であり、図１０は第１実施例の別の例として、図９の発光素子パッケージに配置されたフレームの変形例であり、図１１は第１実施例において、発光素子と本体のリセスを詳細に示した図面であり、図１２は図１１において、本体と発光素子の間に第１樹脂が配置された例を示した図面であり、図１３〜図１５は第１実施例において、発光素子パッケージの本体のリセスの変形例である。
図１は本発明の第１実施例に係る発光素子パッケージの平面図であり、図２は図１の発光素子パッケージのパッケージ本体を示した平面図であり、図３は図１の発光素子パッケージのＡ‐Ａ'線断面図であり、図４は図１の発光素子パッケージのＡ‐Ｂ線断面図であり、図５は図１の発光素子パッケージのＣ‐Ｃ線断面図であり、図６は図１の発光素子パッケージのＤ‐Ｄ線断面図であり、図７は第１実施例の別の例として、図４の発光素子パッケージの変形例であり、図８は第１実施例の別の例として、図３の発光素子パッケージに配置された発光素子の別の例であり、図９は第１実施例の別の例として、図３の発光素子パッケージに配置されたフレームの貫通ホールの変形例であり、図１０は第１実施例の別の例として、図９の発光素子パッケージに配置されたフレームの変形例であり、図１１は第１実施例において、発光素子と本体のリセスを詳細に示した図面であり、図１２は図１１において、本体と発光素子の間に第１樹脂が配置された例を示した図面であり、図１３〜図１５は第１実施例において、発光素子パッケージの本体のリセスの変形例である。
図１〜図１５を参照すると、実施例に係る半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージ１００は、相互離隔した複数のフレーム１２０、１３０、１３５、１４０、前記複数のフレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間を支持する本体１１５、前記複数のフレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上に配置された複数の半導体素子または複数の発光素子１５１、１５２、１５３を含む。以下、パッケージは、発光素子１５１、１５２、１５３が配置されたパッケージとして、発光素子パッケージにて説明することにする。実施例に係る複数の発光素子１５１、１５２、１５３は、個別的に駆動されるように配置されるか、直列または並列で駆動されるように連結される。このような発光素子パッケージ１００は、発光素子１５１、１５２、１５３の連結個数に応じた駆動電圧を変更したり転換させることができる。また、複数の発光素子１５１、１５２、１５３のうちの少なくとも１つまたは全ては、１つまたは複数の発光セルを含むことができる。前記発光セルは、ｎ‐ｐ接合、ｐ‐ｎ接合、ｎ‐ｐ‐ｎ接合、ｐ‐ｎ‐ｐ接合のうちの少なくとも１つを含むことができる。前記複数の発光セルは、１つの発光素子内で相互直列に連結される。これによって、前記各発光素子１５１、１５２、１５３は、１つまたは複数の発光セルを有することができ、１つの発光素子にｎ個の発光セルが配置された場合、ｎ倍の駆動電圧で駆動される。例えば、１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、２つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は６Ｖの駆動電圧で駆動される。または１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、３つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は９Ｖの駆動電圧で駆動される。前記発光素子のいずれか１つに配置された発光セルの個数は、１つまたは２〜５個である。これによって、発光素子パッケージ１００の駆動電圧は、発光素子が直列に連結された場合、全体発光素子の個数、全体発光セルの個数と駆動電圧の積で求めることができる。
発光素子パッケージ１００は、第１方向Ｘの長さと第２方向の長さＹが同一であってもよく異なってもよい。発光素子パッケージ１００から第１方向の長さは２.５mm以上、例えば２.５〜７mmの範囲を有することができる。前記第２方向の長さは、前記第１方向と同一であるかより大きい。発光素子パッケージ１００の厚さは、前記第１、２方向の長さより小さい。
パッケージ本体１１０Ａは、第１方向の長さと第２方向の長さが同一であってもよく異なってもよい。前記第１方向はＸ方向であり、前記第２方向はＸ方向と直交するＹ方向であり、第３方向はＸ、Ｙ方向と直交するＺ方向であるが、これに限定されるものではない。前記パッケージ本体１１０ＡはＸ方向の長さがＹ方向の長さと同一であってもよく異なってもよい。前記Ｘ方向の長さがＹ方向の長さより短い場合、発光素子１５１、１５２、１５３のＸ方向の幅が減り光度を改善させることができ、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さより短い場合、発光素子１５１、１５２、１５３のＹ方向の長さを減らすことができる。
前記パッケージ本体１１０Ａは、相互反対側に配置された第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２と、相互反対側に配置された第３及び第４側部Ｓ３、Ｓ４を含むことができる。前記第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２は、Ｙ方向に長い長さを有し、第３及び第４側部Ｓ３、Ｓ４の両端部に連結される。前記第１〜第４側部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、本体１１５の底面に対して垂直または傾斜した面で形成される。
前記パッケージ本体１１０Ａは、本体１１５と連結される。前記本体１１５は、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間に配置される。前記本体１１５は、前記パッケージ本体１１０Ａと一体形成されてもよく、別途形成されてもよい。前記本体１１５は、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０に結合されて前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０を支持することができる。前記パッケージ本体１１０Ａと前記本体１１５は、同じ材質からなってもよく、異なる材質からなってもよい。
前記パッケージ本体１１０Ａは、前記本体１１５の上に配置され、前記発光素子１５１、１５２、１５３の周りをカバーすることができる。前記パッケージ本体１１０Ａは、内部にキャビティ１１２を有することができ、前記発光素子１５１、１５２、１５３は、前記キャビティ１１２に配置される。前記キャビティ１１２は、上部または光出射領域が開放される。前記キャビティ１１２の側面１１１は、垂直または傾斜した面で提供され、前記発光素子１５１、１５２、１５３の周りで光を反射させることができる。ここで、前記本体１１５及びフレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、下部パッケージ本体と定義することができ、前記パッケージ本体１１０Ａは、上部パッケージ本体または反射部と定義することができる。
前記パッケージ本体１１０Ａは、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。前記キャビティ１１２は、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。
<フレーム１２０、１３０、１３５、１４０>
図１、図３〜図９を参照すると、前記複数のフレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、少なくとも３つ以上、例えば第１フレーム１２０、第２フレーム１３０、第３フレーム１３５と第４フレーム１４０を含むことができる。前記第１フレーム１２０と前記第２フレーム１３０は相互離隔して配置される。前記第２フレーム１３０と第３フレーム１３５は相互離隔して配置される。前記第３フレーム１３５と第４フレーム１４０は相互離隔して配置される。前記第２フレーム１３０は、前記第１フレーム１２０と第３フレーム１３５の間に配置される。前記第３フレーム１３５は、前記第２フレーム１２０と第４フレーム１４０の間に配置される。前記第１及び第４フレーム１２０、１４０は、第１方向Ｘに離隔する。前記第１フレーム１２０と第４フレーム１４０の間には１つ、２つまたは３つ以上のフレームが配置され、発光素子個数に応じて可変する。
図１、図３〜図９を参照すると、前記複数のフレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、少なくとも３つ以上、例えば第１フレーム１２０、第２フレーム１３０、第３フレーム１３５と第４フレーム１４０を含むことができる。前記第１フレーム１２０と前記第２フレーム１３０は相互離隔して配置される。前記第２フレーム１３０と第３フレーム１３５は相互離隔して配置される。前記第３フレーム１３５と第４フレーム１４０は相互離隔して配置される。前記第２フレーム１３０は、前記第１フレーム１２０と第３フレーム１３５の間に配置される。前記第３フレーム１３５は、前記第２フレーム１２０と第４フレーム１４０の間に配置される。前記第１及び第４フレーム１２０、１４０は、第１方向Ｘに離隔する。前記第１フレーム１２０と第４フレーム１４０の間には１つ、２つまたは３つ以上のフレームが配置され、発光素子個数に応じて可変する。
前記第１フレーム１２０は、前記第１発光素子１５１の下に配置される。前記第１フレーム１２０は、前記第１発光素子１５１の一部領域とＺ方向または垂直方向に重なる。前記第１フレーム１２０は、キャビティ１１２の底面(図１の１１３に配置される。前記第１フレーム１２０は、第１延長部１２３を含むことができる。第１延長部１２３は、パッケージ本体１１０Ａの第１側部Ｓ１の外側に露出するか、前記第１側部Ｓ１より外側に突出する。前記第１延長部１２３は、第１フレーム１２０から延長される。前記第１延長部１２３は、第１フレーム１２０から第１側部Ｓ１を介して外側に突出し、第２方向の長さがパッケージ本体１１０Ａの第２方向の長さと同一または１/２以上の長さで提供され、放熱面積の減少を防止することができる。前記第１フレーム１２０が第１延長部１２３にて本体１１５と結合されることで、パッケージ本体１１０Ａ及び本体１１５との結合力を強化させることができる。前記第１延長部１２３の突出幅は、Ｘ方向に少なくとも１００μm以上有することができる。
前記第２フレーム１３０は、第１フレーム部１３１、第２フレーム部１３２、及び第１連結フレーム部１３３を含むことができる。前記第２フレーム１３０で、第１フレーム部１３１は、第１フレーム１２０とＹ方向に対応し、前記第２フレーム部１３２は、第１フレーム１２０とＸ方向に対応する。前記第１連結フレーム部１３３は、前記第１フレーム部１３１と前記第２フレーム部１３２を連結させることができる。前記第１フレーム部１３１と前記第１フレーム１２０は、第１発光素子１５１の下に配置され、第１発光素子１５１と電気的に連結される。前記第２フレーム部１３２は、第２発光素子１５２の下に配置され、第２発光素子１５２と電気的に連結される。前記第２フレーム１３０は、第１発光素子１５１と第２発光素子１５２を直列で連結させることができる。
前記第３フレーム１３５は、第３フレーム部１３６、第４フレーム部１３７及び第２連結フレーム部１３８を含むことができる。前記第３フレーム１３５で、第３フレーム部１３６は第２フレーム部１３２とＹ方向に対応し、前記第４フレーム部１３７は第４フレーム１４０とＹ方向に対応する。前記第２連結フレーム部１３８は、前記第３フレーム部１３６と前記第４フレーム部１３７を連結させることができる。前記第３フレーム部１３６と前記第２フレーム１３０の第２フレーム部１３２は、第２発光素子１５２の下に配置され、第２発光素子１５２と電気的に連結される。前記第４フレーム部１３７と第４フレーム１４０は、第３発光素子１５３の下に配置され、第３発光素子１５３と電気的に連結される。前記第３フレーム１３５は、第２発光素子１５２と第３発光素子１５３を直列で連結させることができる。
前記第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３の間の連結領域は、前記第１連結フレーム部１３３であり、前記第１連結フレーム部１３３の幅または最小幅は、前記第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３の上面の最大幅より小さい。前記第４、５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５の間の連結領域は、前記第２連結フレーム部１３８であり、前記第２連結フレーム部１３８の幅または最小幅は、前記第４及び第５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５の上面の最大幅より小さい。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の最小幅が前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上面の最大幅より大きい場合、隣接したリセスとの干渉が発生することがあり、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の形成が困難となる。別の例として、前記第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３の間の連結領域と前記第４及び第５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５の間の連結領域を回路基板の電極パターンで連結し、前記各連結フレーム部として機能するように提供することができる。
前記第２フレーム部１３２は、Ｘ方向に前記第１フレーム１２０と第３フレーム１３５の第４フレーム部１３７の間に配置される。前記第３フレーム部１３６は、Ｘ方向に前記第１フレーム部１３１と第４フレーム１４０の間に配置される。前記第２フレーム部１３２と第４フレーム部１３７はＹ方向に離隔する。
前記第４フレーム１４０は、前記第３発光素子１５３の下に配置される。前記第４フレーム１４０は、前記第３発光素子１５３の一部領域とＺ方向または垂直方向に重なる。前記第４フレーム１４０は、キャビティ１１２の底面に配置される。前記第４フレーム１４０は、第２延長部１４３を含むことができる。第２延長部１４３は、パッケージ本体１１０Ａの第２側部Ｓ２に露出するか、第２側部Ｓ２より外側に突出する。前記第２延長部１４３は、第４フレーム１４０から延長される。前記第２延長部１４３は、第４フレーム１４０から第２側部Ｓ２を介して外側に突出する。前記第２延長部１４３はＹ方向の長さがパッケージ本体１１０ＡのＹ方向の長さと同一または１/２以上の長さで提供され、放熱面積の減少を防止することができ、パッケージ本体１１０Ａ及び本体１１５との結合力を強化させることができる。前記第２延長部１４３が突出幅は、Ｘ方向に少なくとも１００μm以上有することができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、導電性フレームからなることもできる。前記第１フレーム１２０と前記第２フレーム１３０の第１フレーム部１３１は、前記本体１１５の構造的な強度を安定的に提供することができ、第１発光素子１５１に電気的に連結される。前記第２フレーム１３０の第２フレーム部１３２と前記第３フレーム１３０の第３フレーム部１３６は、前記本体１１５の構造的な強度を安定的に提供することができ、第２発光素子１５２に電気的に連結される。前記第３フレーム１３５の第４フレーム部１３７と前記第４フレーム１４０は、前記本体１１５の構造的な強度を安定的に提供することができ、第４発光素子１５３に電気的に連結される。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の下面は、図２〜図７のように、本体１１５の底面に露出することができる。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、導電性フレームである場合、リードフレームと定義することができ、前記発光素子１５１、１５２、１５３から発生した熱を放熱したり、光を反射させることができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が導電性材質である場合、金属、例えば白金(Pt)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、金(Au)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)の少なくとも１つを含むことができる。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、単層または相互異なる金属層を有する多層に形成される。
別の例として、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、絶縁性フレームからなることができる。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が絶縁性フレームである場合、前記パッケージ本体１１０Ａの構造的な強度を安定的に提供することができる。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が絶縁性フレームである場合、前記本体１１５と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、同じ材質で一体形成されもよく、異なる材質からなってもよい。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が絶縁性フレームである場合、後述される導電層３２１が各発光素子１５１、１５２、１５３と電気的に連結される。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が絶縁性材質である場合、樹脂材質または絶縁材質を含むことができ、例えばPPA(Polyphthalamide)、PCT(Polychloro Tri phenyl)、LCP(Liquid Crystal Polymer)、PA9T(Polyamide9T)、シリコーン、EMC(Epoxy molding compound)、SMC(silicone molding compound)、セラミック、PSG(photo sensitive glass)、サファイア(Al２O３)等を含む群から選択された少なくとも１つから形成される。また、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、エポキシ材質にTiO２とSiO２のような高屈折フィラーを含むことができる。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、反射性樹脂材質を含むことができる。
前記第１連結フレーム部１３３は、第１フレーム１２０と第３フレーム１３５の第３フレーム部１３６の間に配置される。前記第２連結フレーム部１３８は、第２フレーム１３０の第２フレーム部１３２と第４フレーム１４０の間に配置される。前記第１及び第２連結フレーム部１３３、１３８は、本体１１５の下面に露出することができる。別の例として、前記第１及び第２連結フレーム部１３３、１３８は、本体１１５の下面から離隔する。前記第１及び第２連結フレーム部１３３、１３８は、Ｚ方向または垂直方向に前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の深さより小さい厚さを有することができる。前記第１及び第２連結フレーム部１３３、１３８は、Ｚ方向または垂直方向に各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の厚さ、即ち最大厚より小さい厚さを有することができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の一部は、１つまたは複数の突起が第３側部Ｓ３と第４側部Ｓ４に露出して本体１１５と結合される。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれは、下面面積が上面面積より大きい。別の例として、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれは、上面面積が下面面積より大きい。前記第１及び第４フレーム１２０、１４０は、相互同じ形状または他の対称形状を含むことができる。前記第２及び第３フレーム１３０、１３５は、相互同じ形状を有することができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれは、上部に上部リセスＲ５１または段差構造を有し、前記上部リセスＲ５１または段差構造には、前記本体１１５が結合される。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれは、上部リセスＲ５１が配置された領域の厚さが他の領域の厚さより薄い。前記上部リセスＲ５１が配置された領域は薄い厚さで提供されて本体１１５との結合を強化させることができる。前記上部リセスＲ５１は、キャビティ１１２の底面で前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の領域のうち貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６が配置された領域を島(Island)形状に提供することができる。
前記上部リセスＲ５１の深さは、前記フレーム１２１、１３０、１３５、１４０の厚さの４０％〜６０％の範囲を有することができ、フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の強度低下を防止して支持できる範囲で形成される。前記上部リセスＲ５１は、下部リセスの段差構造と第３方向に重ならない領域に配置される。前記上部リセスＲ５１は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と第３方向に重なってもよく、重ならなくてもよい。
前記第１及び第４フレーム１２０、１４０の上面は、前記上部リセスＲ５１に満たされた樹脂部によって島形状に提供される。前記第２フレーム１３０の第１、２フレーム部１３１、１３２と第３フレーム１３５の第３、４フレーム部１３６、１３７の上面は、上部リセスＲ５１に満たされた樹脂部によって島形状に提供される。前記樹脂部は、前記導電層３２１と接着力、濡れ性が良くない物質や、前記導電層３２１との表面張力が低い物質で配置される場合、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に満たされた導電層３２１が他の領域に拡散することを防止することができる。前記導電層３２１は、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０と異なる材質で形成されてもよい。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれは、前記上部リセスＲ５１との境界部分が曲線形状または所定曲率を有する曲線形状に提供され、本体１１５の結合力を強化させることができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれは、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６と垂直方向でオーバーラップした領域に段差構造やリセスなしで提供されてもよい。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のそれぞれで貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の領域と重なった上部領域は、前記上部リセスＲ５１との最小間隔が図２のように、間隔Ｄ４で離隔することができ、本体１１５と接触するフレーム部分の剛性を確保することができ、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６を形成して射出するとき、段差構造やリセスによってフレームに損害を与えることを防止することができる。前記間隔Ｄ４は８０μm以上、例えば８０〜１５０μmの範囲で離隔させ、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ３、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の形成時にフレーム１２０、１３０、１３５、１４０に影響を与えることを防止することができる。よって、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の周りには、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の厚さを有する領域が所定距離だけ確保され、本体１１５と結合されるフレーム部分の剛性を確保することができ、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６を形成するときや射出するとき、フレームＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に伝達される衝撃を減らすことができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の少なくとも１つまたは２つ以上は、少なくとも１つの貫通ホールを含むことができる。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の少なくとも１つは、１つまたは複数の貫通ホールを有することができる。前記第１フレーム１２０は第１貫通ホールＴＨ１、前記第２フレーム１３０は第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３、前記第３フレーム１３５は第４及び第５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５、前記第４フレーム１４０は第６貫通ホールＴＨ６を含むことができる。前記第２貫通ホールＴＨ２は第２フレーム１３０の第１フレーム部１３１に配置され、第３貫通ホールＴＨ３は第２フレーム１３０の第２フレーム部１３２に配置される。前記第４貫通ホールＴＨ４は第３フレーム１３５の第３フレーム部１３６に配置され、第５貫通ホールＴＨ５は第３フレーム１３５の第４フレーム部１３７に配置される。前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上面から下面まで貫通する孔からなることができる。
図１及び図１１を参照すると、前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記本体１１５と垂直方向、即ちＺ方向に重ならなくてもよい。前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、キャビティ領域と垂直方向、即ちＺ方向に重なる。前記第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２は、第１発光素子１５１と垂直方向、例えばＺ方向に重なる。前記第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の間の間隔は、前記第１発光素子１５１のＹ方向の長さより小さい。前記第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２のそれぞれの上部幅(または直径)Ｗ１は、前記第１発光素子１５１のＸ方向の幅Ｗ３より小さい。前記第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４は、第２発光素子１５２と垂直方向、例えばＺ方向に重なる。前記第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の間の間隔は、前記第２発光素子１５２のＹ方向の長さより小さい。前記第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４のそれぞれの上部幅(または直径)Ｗ１は、前記第２発光素子１５２のＸ方向の幅Ｗ３より小さい。
前記第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６は第３発光素子１５３と垂直方向、例えばＺ方向に重なる。前記第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６の間の間隔は、前記第３発光素子１５３のＹ方向の長さより小さい。前記第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６のそれぞれの上部幅(または直径)Ｗ１は、前記第３発光素子１５３のＸ方向の幅Ｗ３より小さい。
前記第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の間の間隔、前記第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の間の間隔、及び前記第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６の間の間隔は、同一であってもよい。前記第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の間の間隔、前記第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の間の間隔、及び前記第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６の間の間隔は、Ｙ方向の貫通ホール間の間隔として、Ｘ方向に離隔した貫通ホール間の間隔より大きい。このような貫通ホールのＸ方向及びＹ方向の間隔は発光素子１５１、１５２、１５３の大きさや発光素子１５１、１５２、１５３の間の離隔距離Ｇ１によって可変する。
<フレームの貫通ホール>
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図２〜図８のように、発光素子１５１、１５２、１５３の下に複数の貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６を含むことができる。前記第１フレーム１２０は、前記第１貫通ホールＴＨ１を含むことができる。前記第２フレーム１３０は相互離隔した第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３を含むことができる。前記第３フレーム１３５は相互離隔した第４及び第５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５を含むことができる。前記第４フレーム１４０は第６貫通ホールＴＨ６を含むことができる。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図２〜図８のように、発光素子１５１、１５２、１５３の下に複数の貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６を含むことができる。前記第１フレーム１２０は、前記第１貫通ホールＴＨ１を含むことができる。前記第２フレーム１３０は相互離隔した第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３を含むことができる。前記第３フレーム１３５は相互離隔した第４及び第５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５を含むことができる。前記第４フレーム１４０は第６貫通ホールＴＨ６を含むことができる。
前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の少なくとも１つに、１つまたは複数で提供される。前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０を貫通して提供される。前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上面と下面を垂直方向または第３方向に貫通して提供される。前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、フレーム内で開口部や孔と定義することができる。前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、フレーム内にフレームで囲まれた開口部や孔と定義することができる。
前記第１貫通ホールＴＨ１と前記第６貫通ホールＴＨ６は、第１方向と前記第１方向に直交する第２方向に離隔する。前記第２貫通ホールＴＨ２は、前記第１貫通ホールＴＨ１と第２方向に重なり、前記第３貫通ホールＴＨ３は、前記第１貫通ホールＴＨ１と第１方向に重なり、前記第４貫通ホールＴＨ４は、前記第３貫通ホールＴＨ３と第２方向に重なる。前記第２及び第４貫通ホールＴＨ２、ＴＨ４は、前記第６貫通ホールＴＨ６と第１方向に重なる。前記第５貫通ホールＴＨ５は、前記第６貫通ホールＴＨ６と第２方向に重なる。前記第５貫通ホールＴＨ５は、前記第１及び第３貫通ホールＴＨ１、ＴＨ３と第１方向に重なる。
前記第１、３、５貫通ホールＴＨ１、ＴＨ３、ＴＨ５は、第１方向に相互重なる。前記第２、４、６貫通ホールＴＨ２、ＴＨ４、ＴＨ６は、前記第１、３、５貫通ホールＴＨ１、ＴＨ３、ＴＨ５と第２方向に離隔して第１方向に相互重なる。
前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記キャビティ１１２の底部のエッジから離隔して配置される。
前記第２、３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３の間の連結領域は、前記第１連結フレーム部１３３であり、前記第１連結フレーム部１３３の幅または最小幅は、前記第２及び第３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３の上面の最大幅より小さい。前記第４、５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５の間の連結領域は、前記第２連結フレーム部１３８であり、前記第２連結フレーム部１３８の幅または最小幅は、前記第４及び第５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５の上面の最大幅より小さい。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の最小幅が前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上面の最大幅より大きい場合、隣接したリセスとの干渉が発生することがあり、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の大きさ形成が困難となる。別の例として、前記第２、３貫通ホールＴＨ２、ＴＨ３の間の連結領域と前記第４、５貫通ホールＴＨ４、ＴＨ５の間の連結領域を回路基板の電極パターンで連結し、前記各連結フレーム部として機能するように提供することができる。
前記発光素子パッケージ１００内で貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の個数は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の個数の２倍であってもよい。
前記第１発光素子１５１の下部で前記第１貫通ホールＴＨ１は、前記第１ボンディング部５１の下面に対向するように配置され、前記第２貫通ホールＴＨ２は第２ボンディング部５２の下面に対向するように配置される。前記第２発光素子１５２下部で前記第３貫通ホールＴＨ３は、第１ボンディング部５１の下面と対向するように配置され、第４貫通ホールＴＨ４は、前記第２発光素子１５２の第２ボンディング部５２の下面と対向するように配置される。前記第３発光素子１５３の下部で前記第５貫通ホールＴＨ５は、前記第１ボンディング部５１の下面と対向するように配置され、第６貫通ホールＴＨ６は、前記第３発光素子１５３の第２ボンディング部５２の下面と対向するように配置される。
前記第１貫通ホールＴＨ１と前記第２貫通ホールＴＨ２は、前記第１発光素子１５１と重なる領域に配置され、前記本体１１５から離隔する。前記第３貫通ホールＴＨ３と前記第４貫通ホールＴＨ４は、前記第２発光素子１５２の下部面の下で相互離隔して配置される。前記第３貫通ホールＴＨ３と前記第４貫通ホールＴＨ４は、前記第２発光素子１５２と重なる領域に配置され、前記本体１１５から離隔する。前記第５貫通ホールＴＨ５と前記第６貫通ホールＴＨ６は、前記第３発光素子１５３の下部面の下で相互離隔して配置される。前記第５貫通ホールＴＨ５と前記第６貫通ホールＴＨ６は、前記第３発光素子１５３と重なる領域に配置され、前記本体１１５から離隔する。
前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の深さは、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の厚さと同一であってもよく、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の安定した強度を維持できる深さで提供される。例えば、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の深さは１８０μm以上、例えば１８０〜２２０μmの範囲で提供される。
実施例によれば、第１及び第２方向Ｘ、Ｙに各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部領域の幅が下部領域の幅より小さいか、同一である。各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部領域の幅は、第１及び第２方向に同一であるか、第１方向の幅が第２方向の幅より大きい。第１及び第２方向に前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部領域の幅は、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６と対向する各ボンディング部５１、５２の下面の長さより小さくまたは同じに提供される。各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、上部面積が前記各ボンディング部５１、５２の下面面積より小さい。このような各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記各発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２に覆われる。各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部形状は、円形状や多角形状を含むことができる。前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、各ボンディング部５１、５２の下面形状と同じ形状であってもよく、異なる形状であってもよい。前記ボンディング部５１、５２は、下面形状が円形または多角形状を有することができるが、これに限定されるものではない。
前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部面積は、前記各ボンディング部５１、５２の下面面積の５０％以上、例えば５０％〜９８％の範囲を有することができる。また、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６と各ボンディング部５１、５２は、部分的に対向する領域と対向しない領域を有することができる。
前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部領域からＸ方向に前記各ボンディング部５１、５２の側面終端までの距離は４０μm以上、例えば４０〜６０μmに提供される。前記距離が４０μm以上であるとき、前記各ボンディング部５１、５２が前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の底面から露出しないようにするための工程マージンを確保することができる。また、前記距離が６０μm以下であるとき、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に露出する前記各ボンディング部５１、５２の面積を確保することができ、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６によって露出する各ボンディング部５１、５２の抵抗を低くすることができ、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６によって露出する前記各ボンディング部５１、５２への電流注入を円滑にすることができる。
図２及び図１１のように、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、下部幅Ｗ２が上部幅Ｗ１より大きい。前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、上部方向に行くほど幅または直径が漸減する形状を有することができる。前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の側面は、傾斜面または垂直面で提供され、または所定曲率を有する曲面で提供される。前記貫通ホールの変形例によれば、図９のように貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の側面が曲面で形成され、上部方向に行くほど幅または直径が漸減し、または貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の側面が相互異なる曲率を有する曲面で形成され、下部の側面の曲率半径が上部の側面の曲率半径より大きい。前記曲面は、貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の中心から外部方向に膨らんだ曲面からなることができる。
<導電層３２１>
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図３〜図８に示されたように、導電層３２１を含むことができる。前記導電層３２１は、前記複数の貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の少なくとも１つまたは全てに提供される。前記導電層３２１は、前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２の下に配置される。第１方向Ｘと第２方向Ｙに前記導電層３２１の上部幅は、前記各ボンディング部５１、５２の幅より小さく提供される。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図３〜図８に示されたように、導電層３２１を含むことができる。前記導電層３２１は、前記複数の貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の少なくとも１つまたは全てに提供される。前記導電層３２１は、前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２の下に配置される。第１方向Ｘと第２方向Ｙに前記導電層３２１の上部幅は、前記各ボンディング部５１、５２の幅より小さく提供される。
前記導電層３２１は、前記各ボンディング部５１、５２の下面と直接接触して配置される。前記導電層３２１は、前記各ボンディング部５１、５２と電気的に連結される。前記導電層３２１の周りには、前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０内に配置され、各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０と連結される。
前記導電層３２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu、Zn、In、Bi、Ti等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができる。前記導電層３２１は、電気導電性の機能を確保できる物質を用いることができる。前記導電層３２１は、ソルダペースト(solder paste)または銀ペースト(silver paste)を含むことができ、例えば粉末粒子またはパーティクル粒子とフラックスの混合から形成される。前記ソルダペーストは、例えばSn‐Ag‐Cuを含むことができる。例えば、前記導電層３２１は相互異なる物質で構成される多層または合金で構成された多層または単層からなることができる。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、前記第１貫通ホールＴＨ１及び第２貫通ホールＴＨ２の導電層３２１を介して前記第１発光素子１５１の第１及び第２ボンディング部５１、５２に電源が連結される。前記第３貫通ホールＴＨ３及び第４貫通ホールＴＨ４の導電層３２１を介して前記第２発光素子１５２の第１及び第２ボンディング部５１、５２に電源が供給される。前記第５貫通ホールＴＨ５及び第６貫通ホールＴＨ６の導電層３２１を介して前記第３発光素子１５３の第１及び第２ボンディング部５１、５２に電源が供給される。前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２は、各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に配置された導電層３２１と電気的に連結される。前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に配置された導電層３２１は、前記複数の発光素子１５１、１５２、１５３を直列で連結させることができる。
前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が導電性材質である場合、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２と電気的に連結される。前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は複数の発光素子１５１、１５２、１５３を直列で連結させることができる。
前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２は、前記導電層３２１、３２２と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の少なくとも１つまたは全てと電気的に連結される。前記導電層３２１、３２２と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、前記複数の発光素子１５１、１５２、１５３を直列で連結させることができる。これによって、前記各ボンディング部５１、５２を介して供給される駆動電源によって前記各発光素子１５１、１５２、１５３が駆動される。そして、前記発光素子１５１、１５２、１５３から発光された光は、前記パッケージ本体１１０Ａの上部方向に提供される。前記発光素子パッケージに供給される駆動電圧は、前記各発光素子１５１、１５２、１５３内の発光セルの個数に比例して増加する。例えば、各発光素子１５１、１５２、１５３内の発光セルが１つである場合、駆動電圧は発光素子の個数と個別発光セルが有する駆動電圧の乗となる。各発光素子内に発光セルが２つである場合、駆動電圧は発光素子の個数と発光セルが有する駆動電圧の乗の２倍となる。各発光素子内に発光セルがｎ個(ｎは２以上)である場合、駆動電圧は発光素子の個数と発光セルが有する駆動電圧の乗のｎ倍となる。これによって、前記発光素子パッケージの駆動電圧は、発光素子の個数がｍであり、発光素子内の発光セルの個数がｎであり、各発光セルの駆動電圧がＶｆである場合、ｍ×ｎ×Ｖｆの乗で計算することができる。発光素子パッケージは、３つの発光素子を有して配置され、各発光セルの駆動電圧が３Ｖである場合、駆動電圧は９Ｖ、１８Ｖ、２７Ｖ、３６Ｖのように高電圧で供給することができる。このような高電圧の発光素子パッケージは、調光(dimming)可能であり、発光される光の輝度を調節することができる。
実施例に係るフレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、図１０のように、第１及び第２金属層Ｌ１、Ｌ２を含み、前記第１金属層Ｌ１はベース層としてCu、Ni、Tiを含むことができ、単層または多層に形成される。前記第２金属層Ｌ２は、Au、Ni層、Ag層の少なくとも１つを含むことができる。前記第２金属層Ｌ２がNi層を含む場合、Ni層は熱膨張に対する変化が小さいので、パッケージ本体が熱膨張によってその大きさまたは配置位置が変化する場合にも、前記Ni層によって上部に配置された発光素子の位置が安定的に固定される。前記第２金属層Ｌ２がAg層を含む場合、Ag層は上部に配置された発光素子から発光される光を効率的に反射させ、光度を向上させることができる。前記第２金属層Ｌ２がAu層を含む場合、前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２とのボンディング力を改善させ、反射効率を改善させることができる。
前記導電層３２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu、Zn、In、Bi、Ti等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができる。前記導電層３２１は、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６内に１００％以下に満たされ、例えば３０％〜１００％の範囲で満たされる。前記範囲を超える場合、回路基板とのボンディング力が低下することがあり、前記範囲より小さい場合、導電特性が低下することがある。
前記導電層３２１と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間には合金層Ｌ３が形成される。前記合金層Ｌ３は、前記導電層３２１を構成する物質と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の第２金属層Ｌ２の間の結合によって形成される。前記合金層Ｌ３は、フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の表面上に形成される。前記合金層Ｌ３は、AgSn、CuSn、AuSn等を含む群から選択された少なくとも１つを有する金属間化合物層を含むことができる。前記金属間化合物層は、第１物質と第２物質の結合で形成され、第１物質は、前記導電層３２１から提供され、第２物質は、前記第２金属層Ｌ２または前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０のベース層から提供される。前記導電層３２１がSn物質を含み、前記第２金属層Ｌ２がAg物質を含む場合、前記導電層３２１が提供される過程または提供された後の熱処理過程で、Sn物質とAg物質の結合によってAgSnの金属間化合物層が形成される。
または、前記導電層３２１がSn物質を含み、前記第２金属層Ｌ２がAu物質を含む場合、前記導電層３２１が提供される過程または提供された後の熱処理過程で、Sn物質とAu物質の結合によってAuSnの金属間化合物層が形成される。
または、前記導電層３２１、３２２がSn物質を含み、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の第１金属層Ｌ１がCu物質を含む場合、前記導電層３２１が提供される過程または提供された後の熱処理過程で、Sn物質とCu物質の結合によってCuSnの金属間化合物層が形成される。
または、前記導電層３２１がAg物質を含み、前記第２金属層Ｌ２または前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の一部層がSn物質を含む場合、前記導電層３２１が提供される過程または提供された後の熱処理過程で、Ag物質とSn物質の結合によってAgSnの金属間化合物層が形成される。
上述された金属間化合物層は、他のボンディング物質より高い溶融点を有することができる。また、前記金属間化合物層が形成される熱処理工程は、一般的なボンディング物質の溶融点より低い温度で行うことができる。よって、実施例に係る発光素子パッケージ１００は、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。
また、実施例に係る発光素子パッケージ１００及び発光素子パッケージの製造方法によれば、発光素子パッケージを製造する工程で、パッケージ本体１１０Ａが高温に露出する必要がなくなる。よって、実施例によれば、パッケージ本体１１０Ａが高温に露出して損傷したり変色が発生することを防止することができる。これによって、本体１１５を構成する物質に対する選択幅が広くなる。実施例によれば、前記本体１１５は、セラミック等の高価な物質だけでなく、相対的に安価な樹脂物質を利用して提供することもできる。
一方、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の下面領域でＹ方向に離隔した第１貫通ホールＴＨ１と前記第２貫通ホールＴＨ２の間の間隔、前記第３貫通ホールＴＨ３と前記第４貫通ホールＴＨ４の間の間隔または前記第３貫通ホールＴＨ３と前記第４貫通ホールＴＨ４の間の間隔は１００μm以上、例えば１００μm〜１５０μmに提供される。前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の間の間隔は、発光素子パッケージ１００が回路基板またはサブマウント等に実装される場合に、電極の間の電気的な短絡(short)を防止するための最小距離である。
前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の中心からフレーム１２０、１３０、１３５、１４０の外縁部または本体との最小距離は１００μm以上、例えば１００〜２００μmの範囲で形成される。これによって、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、前記フレームの厚さと同じ深さを有して前記距離で本体と離隔することで、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の形状を維持することができ、本体成形による破損を防止することができる。前記距離は、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上部幅の以下であってもよい。
図１及び図２で、Ｘ方向に離隔した貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６は、相互異なる発光素子１５１、１５２、１５３の下に配置され、発光素子１５１、１５２、１５３の間の間隔Ｇ１よりも離隔される。
<本体１１５>
図１〜図６のように、本体１１５は、パッケージ本体１１０Ａと連結される。前記本体１１５は、前記パッケージ本体１１０Ａと同じ物質で一体形成されるか、別途の材質で形成される。前記本体１１５が前記パッケージ本体１１０Ａと異なる材質である場合、前記本体１１５の上に前記パッケージ本体１１０Ａが接着または付着される。前記パッケージ本体１１０Ａは、上部が開放されたキャビティ１１２を提供することができる。前記キャビティ１１２の底面１１３には、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が配置される。前記キャビティ１１２の側面１１１は、本体１１５の底面１１３に対して垂直面や傾斜面で形成される。
図１〜図６のように、本体１１５は、パッケージ本体１１０Ａと連結される。前記本体１１５は、前記パッケージ本体１１０Ａと同じ物質で一体形成されるか、別途の材質で形成される。前記本体１１５が前記パッケージ本体１１０Ａと異なる材質である場合、前記本体１１５の上に前記パッケージ本体１１０Ａが接着または付着される。前記パッケージ本体１１０Ａは、上部が開放されたキャビティ１１２を提供することができる。前記キャビティ１１２の底面１１３には、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が配置される。前記キャビティ１１２の側面１１１は、本体１１５の底面１１３に対して垂直面や傾斜面で形成される。
前記本体１１５は、前記第１フレーム１２０〜第４フレーム１４０の間に配置される。前記本体１１５は電極分離線の機能をすることができる。前記本体１１５は絶縁部材と称することもできる。前記本体１１５はフレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間に沿って第１方向と第２方向に配置され、隣接した第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間を分離させることができる。前記本体１１５は、第１方向に配置された部分と第２方向に配置された部分が連結される。
前記本体１１５は、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上に配置される。前記パッケージ本体１１０Ａは、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上に配置された傾斜面を提供することができる。前記パッケージ本体１１０Ａは、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上にキャビティ１１２を有する側壁として提供される。前記パッケージ本体１１０Ａは、除去することができる。前記本体１１５は、パッケージ本体１１０Ａと一体形成されるか、別途形成される。実施例によれば、前記パッケージ本体１１０Ａは、キャビティ１１２がある構造で提供されてもよく、キャビティ１１２なしに上面が平坦な構造で提供されてもよい。
例えば、前記本体１１５は、PPA(Polyphthalamide)、PCT(Polychloro Tri phenyl)、LCP(Liquid Crystal Polymer)、PA9T(Polyamide9T)、シリコーン、EMC(Epoxy molding compound)、SMC(silicone molding compound)、セラミック、PSG(photo sensitive glass)、サファイア(Al２O３)等を含む群から選択された少なくとも１つから形成される。また、前記本体１１５は、TiO２とSiO２のような高屈折フィラーを含むことができる。前記パッケージ本体１１０Ａは、前記本体１１５の材質で形成されるか、前記材質のうちの他の材質で形成される。
<本体のリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３>
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図１〜図４に示されたように、リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を含むことができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記本体１１５の上部に提供される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は複数個が相互離隔する。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３はＸ方向に配列され、前記発光素子１５１、１５２、１５３が配列される方向と同じ方向に配列される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、キャビティ１１２の底面と垂直方向または第３方向に重なる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記キャビティ１１２の底面に配置される。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図１〜図４に示されたように、リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を含むことができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記本体１１５の上部に提供される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は複数個が相互離隔する。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３はＸ方向に配列され、前記発光素子１５１、１５２、１５３が配列される方向と同じ方向に配列される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、キャビティ１１２の底面と垂直方向または第３方向に重なる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記キャビティ１１２の底面に配置される。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、第１リセスＲ１、第２リセスＲ２及び第３リセスＲ３を含むことができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、第１方向Ｘでの長さが第２方向Ｙにの幅より大きい。前記第１リセスＲ１は、第１フレーム１２０と第２フレーム１３０の第１フレーム部１３１の間に配置され、第２リセスＲ２は第２フレーム１３０の第２フレーム部１３２と第３フレーム１３５の第３フレーム部１３６の間に配置される。第３リセスＲ３は、第３フレーム１３５の第４フレーム部１３７と第４フレーム１４０の間に配置される。前記第１及び第２リセスＲ１、Ｒ２の間には、第１連結フレーム部１３３が配置される。前記第２及び第３リセスＲ２、Ｒ３の間には第２連結フレーム部１３８が配置される。
前記第１リセスＲ１は、第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の間に配置され、第２リセスＲ２は第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の間に配置される。前記第３リセスＲ３は第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６の間に配置される。
前記第１リセスＲ１は、前記第１貫通ホールＴＨ１と前記第２貫通ホールＴＨ２の間に最短距離を有する仮想線が配置され、前記仮想線に垂直する方向に延長され、前記第１リセスＲ１の長さは、前記第１リセスＲ１が延長される方向に前記第１リセスＲ１の長さが前記発光素子１５１、１５２、１５３の幅より小さい。
前記第２リセスＲ２は、前記第３貫通ホールＴＨ３と前記第４貫通ホールＴＨ４の間に最短距離を有する仮想線が配置され、前記仮想線に垂直する方向に延長され、前記第２リセスＲ２の長さは、前記第２リセスＲ２が延長される方向に前記発光素子１５１、１５２、１５３の幅より小さい。
前記第３リセスＲ３は、前記第５貫通ホールＴＨ５と前記第６貫通ホールＴＨ６の間に最短距離を有する仮想線が配置され、前記仮想線に垂直する第１方向に延長され、前記第３リセスＲ３の第１方向の長さは、前記第３リセスＲ３が延長される方向に前記発光素子１５１、１５２、１５３の幅より小さい。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、上方から見た形状が多角形状や、曲面を有する楕円または円形状を有することができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は側断面が、多角形、例えば三角形または四角形形状や、半球形状を有することができる。
図１及び図１１を参照すると、第１方向に各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の長さＢ５は発光素子１５１、１５２、１５３の幅Ｗ３より小さい。ここで、前記発光素子１５１、１５２、１５３の幅は、前記発光素子１５１、１５２、１５３が長方形状である場合、長辺及び短辺のうち短辺の長さである。前記各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の長さＢ５は発光素子１５１、１５２、１５３の短辺方向の長さである。前記各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の長さＢ５が発光素子１５１、１５２、１５３の幅Ｗ３より小さく配置されることで、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下に配置された各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の領域を介した光損失を減らすことができる。これは発光素子１５１、１５２、１５３がフリップチップで搭載された場合、発光素子１５１、１５２、１５３の下部を介して光が透過してキャビティの底面方向に進行し、前記キャビティの底面方向に進行する光は、相対的に本体の厚さが薄い領域であるリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を介して漏洩する。実施例は、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の大きさを減らして漏洩する光損失を減らすことができる。
図１及び図１１のように、第２方向に各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の幅Ｂ６は、前記第１方向の長さＢ５より小さい。第２方向に各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の幅Ｂ６は、Ｙ方向に隣接した２つのフレームの間の間隔Ｇ３より小さく、例えばＹ方向に隣接した２つのフレームの間の間隔Ｇ３の７０％以下に配置される。このような各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の幅Ｂ６が前記範囲以下に配置された場合、本体１１５の剛性が低下することを防止でき、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を介した光損失を減らすことができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の第２方向の幅Ｂ６は、Ｙ方向に隣接した２つのフレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間の間隔Ｇ３の３０％以上、例えば３０％〜７０％の範囲で配置され、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間に配置された本体１１５の剛性低下を防止し、接着力が減少することを防止することができる。
前記各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の長さＢ５は、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の第１方向の下部幅Ｗ１と同一であるか、より小さい。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記本体１１５の上面から下面方向に凹むように提供される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さは、前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の深さより小さく配置される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さは、前記本体１１５の厚さの４０％以上、例えば４０％〜６０％の範囲を有することができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さが前記範囲より小さいと、第１樹脂１６０の量が減り発光素子１５１、１５２、１５３を支持する支持力の改善が微小となる。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さは、前記第１樹脂１６０の接着力を考慮して決定することができる。また、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３が深さは、前記本体１１５の安定した強度を考慮したり及び/または前記発光素子１５１、１５２、１５３から放出される熱によって前記発光素子パッケージ１００にクラック(crack)が発生しないように決定することができる。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記各発光素子１５１、１５２、１５３の下に１つまたは複数配置される。前記各発光素子１５１、１５２、１５３の下にリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３が１つ配置された場合、前記各発光素子１５１、１５２、１５３のセンター領域またはいずれか一方に偏って配置される。前記各発光素子１５１、１５２、１５３の下に複数のリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３が複数配置された場合、複数個がＸ方向に離隔して配置される。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記各発光素子１５１、１５２、１５３とＺ方向に重なって提供される。例えば、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さは、前記本体１１５のクラックフリー(crack free)を提供できる射出工程の厚さが考慮されたものである。実施例によれば、リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さと貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の深さの比率は２〜１０で提供される。例えば、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の深さが２００μmに提供される場合、リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さは２０μm〜１００μmに提供される。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下部にアンダーフィル(under fill)工程を実行できる適正空間を提供することができる。ここで、前記アンダーフィル(under fill)工程は、発光素子１５１、１５２、１５３を本体１１５に実装した後、前記第１樹脂１６０を前記発光素子１５１、１５２、１５３の下部に配置する工程であり、前記発光素子１５１、１５２、１５３を本体１１５に実装する工程で前記第１樹脂１６０を介して実装するために、前記第１樹脂１６０を前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３に配置した後前記発光素子１５１、１５２、１５３を配置する工程である。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下面と前記本体１１５の上面の間に前記第１樹脂１６０が十分に提供されるように所定深さ以上で提供される。また、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、前記本体１１５の安定した強度を提供するために所定深さで提供される。例えば、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の深さは４０μm以上、例えば４０〜６０μmの範囲で提供される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の第２方向の幅は１４０μm以上、例えば１４０〜１６０μmの範囲で提供される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の第１方向の長さは、前記発光素子１５１、１５２、１５３のＸ方向の長さより小さく、第１樹脂１６０の形成をガイドし、第１方向の接着力を強化させることができる。
前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、側面が垂直面または傾斜面を有することができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、側面が所定曲率を有する面からなってもよい。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、平面と曲面が混合した側面を有することができる。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、上部面積が下部面積と同一であるか、より大きい。このようなリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、第１樹脂１６０を収容でき、支持力を強化できる構造で提供される。前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、上方から見た形状が多角形状、円形状、楕円形状または非定型形状を有することができる。
図１及び図２のように、相互異なる発光素子１５１、１５２、１５３の下に配置されたリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の間の間隔Ｄ３は、発光素子１５１、１５２、１５３の間の間隔より小さい。ここで、前記各発光素子１５１、１５２、１５３の下部には１つのリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を配置しており、このような構造は、各発光素子１５１、１５２、１５３の下に配置された本体１１５のＸ方向の空間が、前記発光素子１５１、１５２、１５３の２倍以下である。前記本体１１５のＸ方向の空間は、リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の長さ方向として、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３が配置されえる空間である。図１及び図２のように、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の長さ方向には、キャビティ１１２の側面１１１と、第１、２連結フレーム部１３３、１３８が配置される。即ち、リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３のＸ方向には、キャビティ１１２の側面１１１と第１、２連結フレーム部１３３、１３８が配置されている。１つの発光素子の下に前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３が複数配置された場合、前記キャビティ１１２の側面１１１または第１、２連結フレーム部１３３、１３８との間隔が過剰に狭くなることがある。前記第１及び第３リセスＲ１、Ｒ３と前記キャビティ１１２の側面１１１との間隔が狭くなる場合、第１及びリセスＲ１、Ｒ３に満たされる第１樹脂１６０が側面１１１に沿って登る問題が発生することがある。前記第１〜第３リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３が前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８との間隔が狭くなる場合、本体１１５の剛性が低下することがある。
<第１樹脂１６０>
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、第１樹脂１６０を含むことができる。前記第１樹脂１６０は、前記本体１１５と前記発光素子１５１、１５２、１５３の間に配置される。前記第１樹脂１６０は、前記本体１１５の下面と前記発光素子１５１、１５２、１５３の下面の間に配置される。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と垂直方向または第３方向に重なる。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と前記本体１１５に接着される。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の各ボンディング部５１、５２の間に配置される。前記第１リセスＲ１に配置された第１樹脂１６０は、第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１発光素子１５１の下面と第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。前記第２リセスＲ２に配置された第１樹脂１６０は、前記第２発光素子１５２の下面と第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。前記第３リセスＲ３に配置された第１樹脂１６０は、前記第３発光素子１５３の下面と第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、第１樹脂１６０を含むことができる。前記第１樹脂１６０は、前記本体１１５と前記発光素子１５１、１５２、１５３の間に配置される。前記第１樹脂１６０は、前記本体１１５の下面と前記発光素子１５１、１５２、１５３の下面の間に配置される。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と垂直方向または第３方向に重なる。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と前記本体１１５に接着される。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の各ボンディング部５１、５２の間に配置される。前記第１リセスＲ１に配置された第１樹脂１６０は、第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１発光素子１５１の下面と第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。前記第２リセスＲ２に配置された第１樹脂１６０は、前記第２発光素子１５２の下面と第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。前記第３リセスＲ３に配置された第１樹脂１６０は、前記第３発光素子１５３の下面と第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。
前記第１樹脂１６０は、前記各リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３に配置される。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と前記パッケージ本体１１０Ａまたは/及び本体１１５の間の安定した固定力を提供することができる。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３と前記本体１１５の間の安定した固定力を提供することができる。前記第１樹脂１６０は、例えば前記本体１１５の上面に直接接触して配置される。前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下部面に直接接触して配置される。
例えば、前記第１樹脂１６０は、エポキシ(epoxy)系の物質、シリコーン(silicone)系の物質、エポキシ系の物質とシリコーン系の物質を含むハイブリッド(hybrid)物質のうちの少なくとも１つを含むことができる。また、例えば前記第１樹脂１６０が反射機能を含む場合、前記第１樹脂１６０はホワイトシリコーン(white silicone)のような金属酸化物を含むことができる。前記第１樹脂１６０は、モールディング部と異なる材質であるか、前記モールディング部に添加されえる不純物(例えば、蛍光体)の種類と異なる種類の不純物(例えば、金属酸化物)を含むことができる。前記第１樹脂１６０は接着剤からなることができる。前記第１樹脂１６０は反射性材質の接着剤からなることができる。
前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下面に光が放出される場合、前記発光素子１５１、１５２、１５３と前記本体１１５の間で光拡散機能を提供することができる。前記発光素子１５１、１５２、１５３から前記発光素子１５１、１５２、１５３の下面に光が放出されるとき、前記第１樹脂１６０は光拡散機能を提供することで、前記発光素子パッケージ１００の光抽出効率を改善することができる。また、前記第１樹脂１６０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３から放出する光を反射することができる。前記第１樹脂１６０が反射機能を含む場合、前記第１樹脂１６０は、TiO２、シリコーン、Al２O３のような金属酸化物または不純物を含む物質からなることができる。
一方、図１及び図４を参照すると、前記第１連結フレーム部１３３は、第２フレーム１３０の第１フレーム部１３１と第２フレーム部１３２の間に連結される。別の例として、第１連結フレーム部１３３には貫通ホールが配置され、前記貫通ホールは、前記第１連結フレーム部１３３を両側に物理的に分離させることができる。この場合、前記貫通ホールに実施例に係る導電層が形成される場合、前記分離した第１連結フレーム部１３３は連結され、第１フレーム部１３１と第２フレーム部１３２を連結させることができる。または前記第１連結フレーム部１３３の貫通ホールを空いた空間として残す場合、第１フレーム部１３１と第２フレーム部１３２は相互電気的に分離される。
前記第２連結フレーム部１３８は、第３フレーム１３５の第３フレーム部１３６と第４フレーム部１３７の間に連結される。別の例として、第２連結フレーム部１３８には貫通ホールが配置され、前記貫通ホールは、前記第２連結フレーム部１３８を両側に物理的に分離させることができる。この場合、前記貫通ホールに実施例に係る導電層が形成される場合、前記分離した第２連結フレーム部１３８は連結され、第３フレーム部１３６と第４フレーム部１３７を連結させることができる。または前記第２連結フレーム部１３８の貫通ホールを空いた空間として残す場合、第３フレーム部１３６と第４フレーム部１３７は相互電気的に分離される。
前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８は、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の厚さより薄い。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の下面は、前記第２及び第３フレーム１３０、１３５の下面と同一平面上に配置される。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の上面は、前記第２及び第３フレーム１３０、１３５の上面より低く配置される。このような前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８は、直線状に延長されるか、曲線または角ばった形状に形成される。
前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の幅は、前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の長さと直交する方向の長さとして、前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の長さより小さい。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の幅は供給電圧によって可変し、１２０μm以上の範囲、例えば１２０μm〜３００μmの範囲、１５０μm〜２５０μmの範囲を有することができる。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の長さ、即ち隣接した２つのフレーム部の間の間隔は４００μm以上、例えば４００μm〜６００μmの範囲を有することができる。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の幅は１５０μm以上、例えば１５０μm〜３００μmの範囲を有することができる。前記第１、２連結フレーム部１３３、１３８の長さは、パッケージのサイズ及び各フレームの大きさによって可変し、幅は隣接した他のフレーム間の電気的干渉がない範囲で配置される。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、上部に光学レンズまたは光学部材が配置される。前記光学レンズは、入射する光の指向角を変更し、光学部材は、光を拡散させて面光源として提供する導光板や、導光板の上にプリズムシートを含むことができる。前記発光素子パッケージ１００は、１つまたは複数個が配列される。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、複数の発光素子１５１、１５２、１５３が直列に連結される。別の例として、前記複数の発光素子１５１、１５２、１５３が図２８のように並列に連結される。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、第１フレーム１２０及び第１延長部１２３に第１極性の電源が連結された場合、前記第４フレーム１４０及び第２延長部１４３は第２極性の電源が連結され、第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３はフレーム１２０、１３０、１３５、１４０によって直列に連結される。このような複数の発光素子１５１、１５２、１５３を内部で相互連結させて、高電圧用パッケージとして提供される。実施例は、複数の発光素子１５１、１５２、１５３を有する発光素子パッケージの光度を改善させることができる。
実施例は、発光素子１５１、１５２、１５３の支持力を改善させることができる。隣接したフレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間の本体１１５にリセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を提供し、前記リセスＲ１、Ｒ２、Ｒ３の領域上に第１樹脂１６０で各発光素子１５１、１５２、１５３を接着させることができる。このような第１樹脂１６０は、各発光素子１５１、１５２、１５３を支持して、外部要因によって前記発光素子１５１、１５２、１５３が流動することを支持することができる。
<発光素子１５１、１５２、１５３>
実施例によれば、前記発光素子１５１、１５２、１５３は、複数の発光素子、例えば少なくとも２つ以上または３つ以上の発光素子を含むことができる。前記発光素子１５１、１５２、１５３は、第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３を含むことができる。実施例は、２つ以上の発光素子または２〜５個の発光素子を有するパッケージで提供され、３つの発光素子に限定されない。実施例に係る発光素子１５１、１５２、１５３は、キャビティ１１２内で少なくとも５面発光することができる。前記発光素子１５１、１５２、１５３の５面以上は上面と側面を含むことができる。
実施例によれば、前記発光素子１５１、１５２、１５３は、複数の発光素子、例えば少なくとも２つ以上または３つ以上の発光素子を含むことができる。前記発光素子１５１、１５２、１５３は、第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３を含むことができる。実施例は、２つ以上の発光素子または２〜５個の発光素子を有するパッケージで提供され、３つの発光素子に限定されない。実施例に係る発光素子１５１、１５２、１５３は、キャビティ１１２内で少なくとも５面発光することができる。前記発光素子１５１、１５２、１５３の５面以上は上面と側面を含むことができる。
図３〜図８を参照すると、前記第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３は、第１及び第２ボンディング部５１、５２と発光構造物５５を含むことができる。前記第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３は、発光構造物５５の上に透光性材質の基板５０を含むことができる。前記発光構造物５５は、前記基板５０と前記ボンディング部５１、５２の間に配置される。前記ボンディング部５１、５２は、第１発光素子１５１の下に第１、２ボンディング部、第２発光素子１５２の下に第３、４ボンディング部、第３発光素子１５３の下に第５、６ボンディング部と定義することができ、説明の便宜上、両ボンディング部を第１、２ボンディング部と説明することにする。
前記第１及び第２ボンディング部５１、５２は、前記発光構造物５５の下に配置され、電極または/及び電極パッドからなることができる。前記第１及び第２ボンディング部５１、５２は、各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０と電気的に連結される。前記第１及び第２ボンディング部５１、５２の間の間隔は、Ｙ方向に離隔した距離として、Ｙ方向に離隔した第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４、及び第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６の間の間隔より小さい。前記第１ボンディング部５１は、第１、３、５貫通ホールＴＨ１、ＴＨ３、ＴＨ５と第３方向に重なり、前記第２ボンディング部５２は第２、４、６貫通ホールＴＨ２、ＴＨ４、ＴＨ６と第３方向に重なる。前記第１及び第２ボンディング部５１、５２の下面面積は、前記第１〜第６貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上面面積より大きい。
前記第１発光素子１５１の第１ボンディング部５１は、前記第１貫通ホールＴＨ１または第１貫通ホールＴＨ１と前記第１フレーム１２０に第３方向に対向または重なり、前記第１発光素子１５１の第２ボンディング部５２は第２貫通ホールＴＨ２または第２貫通ホールＴＨ２と第２フレーム１３０の第１フレーム部１３１に第３方向に対向または重なる。前記第２発光素子１５２の第１ボンディング部５１は、前記第３貫通ホールＴＨ３または第３貫通ホールＴＨ３と前記第２フレーム１３０の第２フレーム部１３２に第３方向に対向または重なり、前記第２発光素子１５２の第２ボンディング部５２は第４貫通ホールＴＨ４または第４貫通ホールＴＨ４と第３フレーム１３５の第３フレーム部１３６に第３方向に対向または重なる。前記第３発光素子１５３の第１ボンディング部５１は、前記第５貫通ホールＴＨ５または第５貫通ホールＴＨ５と前記第３フレーム１３５の第４フレーム部１３７に第３方向に対向または重なり、前記第３発光素子１５３の第２ボンディング部５２は第６貫通ホールＴＨ６または第６貫通ホールＴＨ６と第４フレーム１４０に第３方向に対向または重なる。前記第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３の第１及び第２ボンディング部５１、５２は、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６と対向または重なるように配置され、電源経路及び放熱経路を確保することができる。
前記第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３の第１及び第２ボンディング部５１、５２は、前記貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に配置された導電層３２１と接着され、第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０とボンディングされる。前記第１発光素子１５１は、第１及び第２フレーム１２０、１３０と電気的に連結される。前記第１発光素子１５１は、前記第１及び第２貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２に配置された導電層３２１と電気的に連結される。前記第２発光素子１５２は第２及び第３フレーム１３０、１３５と電気的に連結される。前記第２発光素子１５２は、前記第３及び第４貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４に配置された導電層３２１と電気的に連結される。前記第３発光素子１５３は第３及び第４フレーム１３０、１４０と電気的に連結される。前記第３発光素子１５３は、前記第５及び第６貫通ホールＴＨ５、ＴＨ６に配置された導電層３２１と電気的に連結される。
前記第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３の発光構造物５５は半導体層を含むことができ、青色、緑色、赤色、紫外線及び赤外線のうち少なくとも１つを発光することができる。前記半導体層は、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含み、ｎ‐ｐ接合、ｐ‐ｎ接合、ｎ‐ｐ‐ｎ接合、ｐ‐ｎ‐ｐ接合のうちの少なくとも１つを含むことができる。前記半導体層はＩＩＩ族〜ＶＩ族元素の化合物半導体を選択的に含むことができ、例えばＩＩＩ族及びＶ族元素の化合物半導体層またはＩＩ族及びＶＩ族元素の化合物半導体層を含むことができる。例えば、前記半導体層は、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、リン(P)、ヒ素(As)、窒素(N)から選択された少なくとも２以上の元素を含んで提供される。前記第１ボンディング部５１は、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層のいずれか１つに連結され、第２ボンディング部５２は他の１つに連結される。
前記発光構造物５５で、第１及び第２導電型半導体層はＩＩＩ族‐Ｖ族またはＩＩ族‐ＶＩ族の化合物半導体のうちの少なくとも１つで具現される。前記第１及び第２導電型半導体層は、例えばInxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成される。例えば、前記第１及び第２導電型半導体層は、GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP等を含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。前記第１導電型半導体層は、Si、Ge、Sn、Se、Te等のｎ型ドーパントがドーピングされたｎ型半導体層からなることができる。前記第２導電型半導体層はMg、Zn、Ca、Sr、Ba等のｐ型ドーパントがドーピングされたｐ型半導体層からなることができる。
前記活性層は、化合物半導体で具現される。前記活性層は、例えばＩＩＩ族‐Ｖ族またはＩＩ族‐ＶＩ族の化合物半導体のうちの少なくとも１つで具現される。前記活性層が多重井戸構造で具現された場合、前記活性層は交互に配置された複数の井戸層と複数の障壁層を含むことができ、InxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で配置される。例えば、前記活性層は、InGaN/GaN、GaN/AlGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaAs、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP、InP/GaAsを含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
前記発光構造物５５は、各発光素子１５１、１５２、１５３を介して同じピーク波長を発光したり相互異なるピーク波長を発光することができる。前記第１〜第３発光素子１５１、１５２、１５３の発光構造物５０は、上部に基板５５を含み、前記基板５５は透明材質を含むことができ、前記発光構造物５０の上に配置される。
前記発光構造物５５は、内部に１つの発光セルを有する場合、ｎ‐ｐ接合、ｐ‐ｎ接合、ｎ‐ｐ‐ｎ接合、ｐ‐ｎ‐ｐ接合のいずれか１つの半導体構造物を有することができ、複数の発光セルを有する場合、前記半導体構造物が複数に分離して電気的に連結される。即ち、発光構造物５５内に１つまたは２以上の発光セルを有することができ、２以上の発光セルは直列に連結され、発光素子の駆動電圧を高めることができる。このような発光構造物５５の発光セルは、第１、２ボンディング部５１、５２と選択的に連結される。
前記第１及び第２ボンディング部５１、５２は、Ti、Al、In、Ir、Ta、Pd、Co、Cr、Mg、Zn、Ni、Si、Ge、Ag、Ag alloy、Au、Hf、Pt、Ru、Rh、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITOを含む群から選択された１つ以上の物質または合金を利用して単層または多層に形成される。
前記各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０と前記各ボンディング部５１、５２は、金属間化合物層によって結合される。前記金属間化合物は、CuxSny、AgxSny、AuxSnyのうちの少なくとも１つを含むことができ、前記xは０<x<１、y=１‐x、x>yの条件を満足する。
前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２は、前記導電層３２１を構成する物質と前記導電層３２１を形成される過程または前記導電層３２１が提供された後熱処理過程で、前記導電層３２１と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間に金属間化合物(IMC：intermetallic compound)層が形成される。前記導電層３２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができるが、これに限定されるものではなく、前記導電層３２１として導電性機能を確保できる物質を用いることができる。例えば、前記導電層３２１は、導電性ペーストを利用して形成される。前記導電性ペーストは、ソルダペースト(solder paste)、銀ペースト(silver paste)等を含むことができ、相互異なる物質で構成される多層または合金で構成された多層または単層からなることができる。例えば、前記導電層３２１は、ＳＡＣ(Sn‐Ag‐Cu)またはＳＡＣ系の物質を含むことができる。
例えば、前記導電層３２１をなす物質と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の金属間の結合によって合金層が形成される。これによって、前記導電層３２１と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０が物理的及び電気的に安定するように結合される。前記導電層３２１、合金層及び前記フレームが物理的及び電気的に安定するように結合される。前記合金層がAgSn、CuSn、AuSn等を含む群から選択された少なくとも１つの金属間化合物層を含むことができる。前記金属間化合物層は、第１物質と第２物質の結合で形成され、第１物質は導電層３２１から提供され、第２物質は、前記ボンディング部５１、５２または前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０から提供される。
<モールディング部１８０>
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図３〜図８に示されたように、モールディング部１８０を含むことができる。前記モールディング部１８０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の上に提供される。前記モールディング部１８０は、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上に配置される。前記モールディング部１８０は、前記パッケージ本体１１０Ａによって提供されたキャビティ１１２に配置される。前記モールディング部１８０はシリコーンまたは、エポキシのような透明な樹脂材料で形成される。前記モールディング部１８０は絶縁物質を含むことができる。前記モールディング部１８０は単層または多層に形成される。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、図３〜図８に示されたように、モールディング部１８０を含むことができる。前記モールディング部１８０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の上に提供される。前記モールディング部１８０は、前記第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の上に配置される。前記モールディング部１８０は、前記パッケージ本体１１０Ａによって提供されたキャビティ１１２に配置される。前記モールディング部１８０はシリコーンまたは、エポキシのような透明な樹脂材料で形成される。前記モールディング部１８０は絶縁物質を含むことができる。前記モールディング部１８０は単層または多層に形成される。
前記モールディング部１８０は、前記発光素子１５１、１５２、１５３から放出される光を受けて、波長変換された光を提供する波長変換手段を含むことができる。例えば、前記モールディング部１８０は、蛍光体、量子ドット等を含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。前記発光素子１５１、１５２、１５３は、青色、緑色、赤色、白色、赤外線または紫外線の光を発光することができる。前記蛍光体または量子ドットは、青色、緑色、赤色の光を発光することができる。前記各発光素子１５１、１５２、１５３の上に蛍光体層が前記発光素子１５１、１５２、１５３の厚さより薄い厚さで形成される。この場合、前記各発光素子１５１、１５２、１５３の上に配置された蛍光体層は、前記モールディング部１８０でモールディングされる。前記モールディング部１８０は形成しなくてもよい。
実施例に係る発光素子パッケージは、後述される変形例または他の実施例にも選択的に適用することができ、以下の変形例及び実施例は、上記第１実施例と異なる部分に対して説明することにする。
図７は、図５のパッケージの第１変形例である。図７の発光素子パッケージは第２樹脂１６４を含む。前記第２樹脂１６４は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下部の周りに配置される。前記第２樹脂１６４は、第１〜第４フレーム１２０、１３０、１３５、１４０と本体１１５の上に配置される。前記第２樹脂１６４は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の下面と接触することができる。前記第２樹脂１６４の一部は、前記発光素子１５１、１５２、１５３の側面下部に接触することができる。前記第２樹脂１６４は、前記発光素子１５１、１５２、１５３から側方向に放出された光を反射させることができる。前記第２樹脂１６４の厚さは発光素子１５１、１５２、１５３の厚さより小さく、その上面高さは前記発光素子１５１、１５２、１５３の発光構造物５５の下面より低く配置される。
前記第２樹脂１６４は、例えばエポキシ(epoxy)系の物質、シリコーン(silicone)系の物質、エポキシ系の物質とシリコーン系の物質を含むハイブリッド(hybrid)物質のうちの少なくとも１つを含むことができる。また、前記第２樹脂１６４は、前記発光素子１５１、１５２、１５３から放出される光を反射する反射部であることもあって、例としてTiO２等の反射物質を含む樹脂からなることができ、またはホワイトシリコーン(white silicone)を含むことができる。前記第２樹脂１６４はモールディング部１８０と異なる材質であるか、前記モールディング部１８０に添加されえる不純物(例えば、蛍光体)の種類と異なる種類の不純物(例えば、金属酸化物)を含むことができる。
別の例として、発光素子パッケージは、発光素子１５１、１５２、１５３の下に配置された本体１１５のリセスが本体１１５の上面から下面まで貫通する孔からなることができる。前記貫通するリセスは、貫通ホールと定義することができ、各発光素子１５１、１５２、１５３の隣接した２つの貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の間に配置される。前記リセスには、第１樹脂１６０が形成され、各発光素子１５１、１５２、１５３の下面を支持する。このような貫通ホール形態のリセスには、第１樹脂が満たされるとき、下部に支持シートを配置した後形成することができる。
図８及び図９を参照すると、実施例に係る発光素子パッケージにおいて、発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部を変形した例である。図１〜図７に図示された発光素子１５１、１５２、１５３の各ボンディング部５１、５２は、発光素子１５１、１５２、１５３の下面面積の１０％以上の面積で提供され、各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の上面面積より大きい面積で対応する。図８及び図９のような発光素子１５２は、各ボンディング部５１、５２の導電体５１Ａ、５２Ａが発光素子１５２の下面面積の１０％未満に配置される。このような発光素子１５２は、例えば図３２及び図３３によって具現される。例えば、前記各ボンディング部５１、５２の導電体５１Ａ、５２Ａの最大面積が前記貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４の上部面積より小さく提供される。これによって、前記発光素子１５２のボンディング部５１、５２の導電体５１Ａ、５２Ａは、前記貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４内に挿入される。このような発光素子１５２のボンディング部５１、５２の導電体５１Ａ、５２Ａの下面は、前記本体またはフレーム１３０、１４０の上面より低く配置される。前記発光素子１５２のボンディング部５１、５２の導電体５１Ａ、５２Ａは、前記貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４内に配置され、前記貫通ホールＴＨ３、ＴＨ４に配置された導電層３２１と結合される。前記導電層３２１は、前記発光素子１５２のボンディング部５１、５２の導電体５１Ａ、５２Ａの周りに接触して、前記発光素子１５２との接着力を改善させることができる。この場合、前記導電層３２１を介して前記発光素子１５２の各ボンディング部に電源が供給される。実施例に係る前記発光素子１５２の導電体５１Ａ、５２Ａは、他の発光素子に適用することができるが、これに限定されるものではない。前記導電体５１Ａ、５２Ａは、導電体として、Al、Au、Ag、Pt等を含む群から選択された１つの物質またはその合金からなることができる。前記導電体５１Ａ、５２Ａは単層または多層で提供される。
前記発光素子１５２の導電体５１Ａ、５２Ａは、前記導電層３２１を構成する物質と前記導電層３２１を形成される過程または前記導電層３２１が提供された後熱処理過程で、前記導電層３２１と前記フレーム１３０、１４０の間に金属間化合物(IMC：intermetallic compound)層が形成される。前記導電層３２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu、Zn、In、Bi、Ti等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができるが、これに限定されるものではなく、前記導電層３２１として導電性機能を確保できる物質を用いることができる。例えば、前記導電層３２１は、導電性ペーストを利用して形成される。前記導電性ペーストは、ソルダペースト(solder paste)、銀ペースト(silver paste)等を含むことができ、相互異なる物質で構成される多層または合金で構成された多層または単層からなることができる。例えば、前記導電層３２１は、ＳＡＣ(Sn‐Ag‐Cu)物質を含むことができる。
例えば、前記導電層３２１をなす物質と前記フレームの金属間の結合によって合金層が形成される。これによって、前記導電層３２１と前記フレームが物理的及び電気的に安定するように結合される。前記導電層３２１、合金層及び前記フレームが物理的及び電気的に安定するように結合される。前記合金層がAgSn、CuSn、AuSn等を含む群から選択された少なくとも１つの金属間化合物層を含むことができる。前記金属間化合物層は、第１物質と第２物質の結合で形成され、第１物質は導電層３２１から提供され、第２物質は、前記ボンディング部または前記フレームから提供される。
図１１は、第１実施例において発光素子と本体のリセスを詳細に示した図面であり、図１２は図１１で本体と発光素子の間に第１樹脂が配置された例を示した図面であり、図１３〜図１５は、第１実施例において発光素子パッケージの本体のリセスの変形例である。説明の便宜上、第１発光素子とその下部の構造を利用して説明することにし、他の発光素子とその下部の構造に適用することができる。説明の便宜上、第１発光素子及びその下部の本体１１５とリセスＲ１で説明することにする。
図１１及び図１２のように、リセスＲ１の第１方向の長さＢ５は第２方向の幅Ｂ６より大きく、例えば８０〜１２０μmの範囲で形成される。前記リセスＲ１の長さＢ５は発光素子１５１の第１方向の幅Ｗ３より小さい。即ち、Ｂ５<Ｗ３の関係を有することができる。前記リセスＲ１内部と前記本体１１５と発光素子１５１の間の領域には、第１樹脂１６０が配置される。このような第１樹脂１６０は、前記リセスＲ１内部に支持突起で支持され、本体１１５と発光素子１５１の間を接着させることができる。
前記発光素子１５１の第１方向の幅Ｗ３は貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の下部幅Ｗ２より大きく、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の下部幅Ｗ２は、上部幅Ｗ１より大きい。前記リセスＲ１の第１方向の長さＢ５は貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の上部幅Ｗ２と同一であるか、より小さい。前記リセスＲ１の第１方向の長さＢ５は貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２の下部幅Ｗ３と同一であるか、より小さい。前記リセスＲ１の第１方向の長さＢ５が前記範囲より大きい場合、本体の底面方向に光損失が増加する。
前記第１フレーム１２０と第２フレーム１３０の第１フレーム部１３１の間の間隔Ｇ３は、前記リセスＲ１の幅Ｂ６より大きい。前記リセスＲ１は、第１フレーム１２０または第２フレーム１２０の第１フレーム部１３１から間隔Ｇ３の１５％〜３５％の範囲の間隔Ｇ４で離隔する。これによって、前記本体１１５の剛性が２つのフレーム１２０、１３０の間で低下する問題を防止することができる。
前記リセスＲ１は、上方から見た形状が多角形状として、例えば矩形または長方形や、五角形または六角形状を有することができる。または図１３のように、リセスＲ１ａの形状が三角形形状を有することができる。または図１４のように、リセスＲ１ｂの形状が楕円形状を有することができる。別の例として、前記リセスの形状は曲線と直線が混合した形状を有することができるが、これに限定されるものではない。前記リセスの形状は所定曲率または角ばった形状を含むことができ、本体射出に容易または接着時に支持力が容易な構造に変更される。
図１５のように、リセスＲ１ｃは垂直方向または第３方向に発光素子１５１と部分的に重なるように配置される。前記リセスＲ１ｃの外側部は、発光素子１５１の側面のうち長い側面より外側に突出し、内側部は、前記発光素子１５１の下で前記発光素子１５１と重なるように配置される。このようなリセスＲ１ｃの外側部が前記発光素子１５１の領域外側に突出することで、リセスＲ１ｃに第１樹脂１６０がガイドされて満たされ、前記発光素子１５１との重複領域が減少する。これによって、前記発光素子１５１と重なるリセスＲ１ｃを介した光損失が発生する場合、重なるリセス領域を減らすことで、光損失を減らすことができる。
前記リセスＲ１ｃの外側部の長さＢ７はリセスＲ１ｃの長さＢ５の４０％以上、例えば４０％〜６０％の範囲を有することができる。このような前記リセスＲ１ｃの外側部の長さＢ７を前記範囲で提供することで、第１樹脂１６０の流動をガイドでき、光損失を減らすことができる。また、前記リセスＲ１ｃの外側部の長さＢ７が前記範囲であるとき、キャビティの側面との離隔距離を確保することができる。
図１６ａのように、第１発光素子１５１の下に配置された第１リセスＲａの外側部は、第１発光素子１５１から外側に突出し、キャビティ１１２の側面に隣接するように配置される。前記第１リセスＲａは、キャビティ１１２の側面から離隔する。前記第１リセスＲａは、前記キャビティの側面１１１との間隔が５０μm、例えば５０〜１００μm離隔するようにして、第１樹脂１６０がキャビティの側面に流動することを遮断することができる。
第３発光素子１５３の下に配置された第３リセスＲｃの外側部は第３発光素子から外側に突出し、キャビティ１１２の側面に隣接するように配置される。前記第３リセスＲｃは、キャビティ１１２の側面１１１から離隔する。前記第３リセスＲｃは、前記キャビティ１１２側面との間隔が５０μm、例えば５０〜１００μm離隔するようにして、第１樹脂１６０がキャビティの側面に流動することを遮断することができる。
第２発光素子１５２の下に配置された第２リセスＲｂは１つまたは複数配置され、第２発光素子１５２のセンター領域の下に配置されるか、一部が外側に突出する。ここで、第２リセスＲｂは、第１、２連結フレーム部１３３、１３８から離隔しなければならないので、第２発光素子１５２の領域内に配置させて、第１、２連結フレーム部１３３、１３８との干渉を減らすことができ、本体１１５の剛性低下を防止することができる。
別の例として、図１６ｂのように、前記発光素子１５１、１５２、１５３と重なる本体１１５に、上記に開示されたリセスなしに提供される。即ち、フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間に配置され、発光素子１５１、１５２、１５３と重なる領域の本体１１５にはリセスなしに提供され、光損失を減らすことができる。
ここで、前記本体１１５と各発光素子１５１、１５２、１５３の間には、第１樹脂のような接着剤や反射性樹脂材が配置され、前記発光素子１５１、１５２、１５３を支持し、光拡散効率を改善することができる。
別の例として、図１６ｂは、本体にリセスがない構造で提示したが、図１６ａのような構造上で、図２８ｂのようなリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１で本実施例に適用することができる。例えば、複数のリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１の少なくとも１つは、より長い長さで提供される。例えば、複数のリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１の少なくとも１つ(Ｒｃ１)は、隣接した２つの発光素子と少なくとも一部が重なる長さで配置される。前記複数のリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１のうち相対的に長さが長いリセスが１つまたは２つ以上であってもよい。このような長さが長いリセスまたは隣接した２つの発光素子に少なくとも一部が重なるリセスに対する構成は、本発明の実施例に適用することができる。
<第２実施例>
図１７〜図２６は第２実施例を示した図面である。図１７は第２実施例に係る発光素子パッケージの平面図であり、図１８は図１７において、発光素子と本体の間に第１樹脂が配置された例であり、図１９の（ａ）、（ｂ）は図１７の発光素子パッケージのフレームの正面図及び背面図であり、図２０は図１８の発光素子パッケージのＥ１‐Ｅ１'線断面図であり、図２１は図１８の発光素子パッケージのＥ２‐Ｅ１'線断面図であり、図２２は図１８の発光素子パッケージのリセスを説明するための図面であり、図２３〜図２６は図２２のリセスの変形例である。第２実施例の説明において、第１実施例と同じ部分は、第１実施例の説明及び構成を含むことができ、前記第１実施例と異なる部分に対して説明することにする。
図１７〜図２６は第２実施例を示した図面である。図１７は第２実施例に係る発光素子パッケージの平面図であり、図１８は図１７において、発光素子と本体の間に第１樹脂が配置された例であり、図１９の（ａ）、（ｂ）は図１７の発光素子パッケージのフレームの正面図及び背面図であり、図２０は図１８の発光素子パッケージのＥ１‐Ｅ１'線断面図であり、図２１は図１８の発光素子パッケージのＥ２‐Ｅ１'線断面図であり、図２２は図１８の発光素子パッケージのリセスを説明するための図面であり、図２３〜図２６は図２２のリセスの変形例である。第２実施例の説明において、第１実施例と同じ部分は、第１実施例の説明及び構成を含むことができ、前記第１実施例と異なる部分に対して説明することにする。
図１７〜図２６を参照すると、実施例に係る半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージは、相互離隔した複数のフレーム２２０、２３０、２４０、前記複数のフレーム２２０、２３０、２４０の間を支持する本体２１５、前記複数のフレーム２２０、２３０、２４０の上に配置された複数の半導体素子または複数の発光素子２５１、１５３を含む。実施例に係る複数の発光素子２５１、２５３は、個別的に駆動されるように配置されるか、直列または並列で駆動されるように連結される。
このような発光素子パッケージは、発光素子２５１、２５３の連結個数に応じた駆動電圧を変更したり転換させることができる。また、複数の発光素子２５１、２５３の少なくとも１つまたは全ては、１つまたは複数の発光セルを含むことができる。前記発光セルは、ｎ‐ｐ接合、ｐ‐ｎ接合、ｎ‐ｐ‐ｎ接合、ｐ‐ｎ‐ｐ接合のうちの少なくとも１つを含むことができる。前記複数の発光セルは、１つの発光素子内で相互直列に連結される。これによって、前記各発光素子２５１、２５３は、１つまたは複数の発光セルを有することができ、１つの発光素子にｎ個の発光セルが配置された場合、ｎ倍の駆動電圧で駆動される。例えば、１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、２つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は６Ｖの駆動電圧で駆動される。または１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、３つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は９Ｖの駆動電圧で駆動される。前記発光素子のいずれか１つに配置された発光セルの個数は、１つまたは２〜５個である。これによって、発光素子パッケージの駆動電圧は発光素子が直列に連結された場合、全体発光素子の個数、全体発光セルの個数と駆動電圧の積で求めることができる。
発光素子パッケージは、第１方向の長さと第２方向の長さが同一であってもよく異なってもよい。発光素子パッケージにおいて、第１方向の長さは２.５mm以上、例えば２.５〜７mmの範囲を有することができる。前記第２方向の長さは、前記第１方向と同一であるかより大きい。発光素子パッケージの厚さは、前記第１、２方向の長さより小さい。
パッケージ本体２１０Ａは、第１方向の長さと第２方向の長さが同一であってもよく異なってもよい。前記第１方向はＸ方向であり、前記第２方向はＸ方向と直交するＹ方向であり、第３方向はＸ、Ｙ方向と直交するＺ方向であるが、これに限定されるものではない。前記パッケージ本体２１０ＡはＸ方向の長さがＹ方向の長さと同一であってもよく異なってもよい。前記Ｘ方向の長さがＹ方向の長さより短い場合、発光素子２５１、２５３のＸ方向の幅が減り光度を改善させることができ、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さより短い場合、発光素子２５１、２５３のＹ方向の長さを減らすことができる。
前記パッケージ本体２１０Ａは、相互反対側に配置された第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２と、相互反対側に配置された第３及び第４側部Ｓ１、Ｓ２を含むことができる。前記第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２は、Ｙ方向に長い長さを有し、第３及び第４側部Ｓ３、Ｓ４の両端部に連結される。前記第１〜第４側部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、本体１１５の底面に対して垂直または傾斜した面で形成される。
前記パッケージ本体２１０Ａは、本体２１５と連結される。前記本体２１５は、前記フレーム２２０、２３０、２４０の間に配置される。前記本体２１５は、前記パッケージ本体２１０Ａと一体形成されてもよく、別途形成されてもよい。前記本体２１５は、前記フレーム２２０、２３０、２４０に結合されて前記フレーム２２０、２３０、２４０を支持することができる。前記パッケージ本体２１０Ａと前記本体２１５は、同じ材質からなってもよく、異なる材質からなってもよい。
前記パッケージ本体２１０Ａは、前記本体２１５の上に配置され、前記発光素子２５１、２５３の周りをカバーすることができる。前記パッケージ本体２１０Ａは、内部にキャビティ２１２を有することができ、前記発光素子２５１、２５３は、前記キャビティ２１２に配置される。前記キャビティ２１２は、上部または光出射領域が開放され、前記発光素子２５１、２５３の周りで光を反射させることができる。
前記パッケージ本体２１０Ａは、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。前記キャビティ２１２は、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。
図１７及び図１８のように、第１フレーム２２０の第１延長部２２３は、パッケージ本体２１０Ａの第１側部Ｓ１に延長され、第３フレーム２４０の第２延長部２４３は、パッケージ本体２１０Ａの第２側部Ｓ２に延長される。前記第２フレーム２３０は、第１フレーム部２３２、第２フレーム部２３４及び連結フレーム部２３６を含むことができる。前記第１フレーム部２３２は、第１フレーム２２０と対応する領域に配置され、前記第２フレーム部２３４は、第３フレーム２４０と対応する領域に配置される。前記連結フレーム部２３６は、第１、２フレーム部２３２、２３４の間に連結される。
別の例として、前記連結フレーム部２３６には貫通ホールが形成され、導電層が前記貫通ホールに満たされるか、導電層なしに提供される。この場合、連結フレーム部の貫通ホールの導電層の形成によって複数の発光素子が直列または並列に連結される。
第１発光素子２５１は、第１フレーム２２０と第２フレーム２３０の第１フレーム部２３２の上に配置され、第１発光素子２５１の第１、２ボンディング部５１、５２は、第１フレーム２２０と第１フレーム部２３２に電気的に連結される。前記第１フレーム２２０の第１貫通ホールＴＨ１１と、第２フレーム２３０の第１フレーム部２３２に配置された第２貫通ホールＴＨ１２には導電層３２１が形成される。前記第１、２貫通ホールＴＨ１１、ＴＨ１２に配置された導電層３２１は、第１発光素子２５１の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
第２発光素子２５３は、第２フレーム２３０の第２フレーム部２３４と第３フレーム２４０の上に配置され、第２発光素子２５３の第１、２ボンディング部５１、５２は、第２フレーム２３０の第２フレーム部２３４と第３フレーム２４０に電気的に連結される。前記第２フレーム２３０の第２フレーム部２３４に形成された第３貫通ホールＴＨ１３と、第３フレーム２４０に配置された第４貫通ホールＴＨ１４には導電層３２１が形成される。前記第３、４貫通ホールＴＨ１３、ＴＨ１４に配置された導電層３２１は、第２発光素子２５３の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
前記各フレーム２２０、２３０、２４０と前記各ボンディング部５１、５２は、金属間化合物層によって結合される。前記金属間化合物は、CuxSny、AgxSny、AuxSnyのうちの少なくとも１つを含むことができ、前記xは０<x<１、y=１‐x、x>yの条件を満足する。
前記発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２は、前記導電層３２１を構成する物質と前記導電層３２１を形成される過程または前記導電層３２１が提供された後熱処理過程で、前記導電層３２１と前記フレーム２２０、２３０、２４０の間に金属間化合物(IMC：intermetallic compound)層が形成される。前記導電層３２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができるが、これに限定されるものではなく、前記導電層３２１として導電性機能を確保できる物質を用いることができる。例えば、前記導電層３２１は、導電性ペーストを利用して形成される。前記導電性ペーストは、ソルダペースト(solder paste)、銀ペースト(silver paste)等を含むことができ、相互異なる物質で構成される多層または合金で構成された多層または単層からなることができる。例えば、前記導電層３２１は、ＳＡＣ(Sn‐Ag‐Cu)またはＳＡＣ系の物質を含むことができる。
例えば、前記導電層３２１をなす物質と前記フレーム２２０、２３０、２４０の金属間の結合によって合金層が形成される。これによって、前記導電層３２１と前記フレーム２２０、２３０、２４０が物理的及び電気的に安定するように結合される。前記導電層３２１、合金層及び前記フレームが物理的及び電気的に安定するように結合される。前記合金層がAgSn、CuSn、AuSn等を含む群から選択された少なくとも１つの金属間化合物層を含むことができる。前記金属間化合物層は、第１物質と第２物質の結合で形成され、第１物質は導電層３２１から提供され、第２物質は前記ボンディング部５１、５２または前記フレーム２２０、２３０、２４０から提供される。
上述された金属間化合物層は、他のボンディング物質より高い溶融点を有することができる。また、前記金属間化合物層が形成される熱処理工程は、一般的なボンディング物質の溶融点より低い温度で行うことができる。よって、実施例に係る発光素子パッケージは、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。
また、実施例に係る発光素子パッケージ及び発光素子パッケージの製造方法によれば、発光素子パッケージを製造する工程で、パッケージ本体２１０Ａが高温に露出する必要がなくなる。よって、実施例によれば、パッケージ本体２１０Ａが高温に露出して損傷したり変色が発生することを防止することができる。これによって、本体２１５を構成する物質に対する選択幅が広くなる。実施例によれば、前記本体２１５は、セラミック等の高価な物質だけでなく、相対的に安価な樹脂物質を利用して提供することもできる。
図１９の（ａ）、（ｂ）のように、前記第１〜第３フレーム２２０、２３０、２４０は外側に突出した突起２１、３１、３２、４１が配置される。このような突起２１、３１、３２、４１は、本体１１５との結合を強化させることができる。前記第１〜第３フレーム２２０、２３０、２４０は段差構造２２５Ａ、２３２Ａ、２４５Ａを有することができ、前記段差構造は発光素子２５１、２５３が配置された領域を島形状に提供することができ、本体２１５との結合を強化させることができる。
前記フレーム２２０、２３０、２４０の上面で、第１フレーム２２０の第１延長部２２３の上面と第２フレーム２３０の上面の間の最小間隔Ｔ２は、第１フレーム２２０の上面と第２フレーム２３００の第１フレーム部１３２の上面の間の間隔より狭い間隔を有することができる。このような間隔を確保することで、回路基板の上に発光素子パッケージがボンディングされるとき、ソルダペーストの拡散による電気的干渉を防止することができる。前記第１、３フレーム２２０、２４０の上面と第１、２延長部２２３、２４３の上面の間の上部リセス２２５、２４５は、前記第１、３フレーム２２０、２３０の上面を島形状に提供することができ、樹脂部が結合される。前記上部リセス２２５、２４５は、キャビティの底面に露出され、その幅は５０μm以上、例えば５０〜１５０μmの範囲で配置され、ペーストのような物質がキャビティの側面に移動することを遮断することができる。
図１７及び図１９のように、前記第１フレーム２２０は、上部に凹状の第１上部リセス２２５を備え、前記第１上部リセス２２５は、第１発光素子２５１が配置されるボンディング領域と第１延長部２２３の間に第２方向に配置される。前記第４フレーム２４０は、上部に凹状の第２上部リセス２４５を備え、前記第２上部リセス２４５は、第２発光素子２５３が配置されるボンディング領域と第２延長部１２４３の間に第２方向に配置される。前記第１及び第３フレーム２２０、２４０の第１及び第２上部リセス２２５、２４５の一部は、キャビティ２１２の底面とＺ方向に重なる。前記第１及び第３フレーム２２０、２４０の第１及び第２上部リセス２２５、２４５には、樹脂部、例えば本体１１５の一部が結合される。これによって、キャビティの底部２１２における樹脂部による反射効率が改善される。
図１８、図２０及び図２１のように、前記本体２１５には、リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８を含むことができる。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記本体２１５の上部に提供される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は複数個が相互離隔する。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は第２方向に配列され、前記発光素子２５１、２５３が配列される方向と同じ方向に配列される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、キャビティ２１２の底面と垂直方向または第３方向に重なる。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記キャビティ２１２の底面に配置される。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、第１発光素子２５１の下に第１リセスＲ５及び第２リセスＲ６と、第２発光素子２５３の下に第３リセスＲ７及び第４リセスＲ８を含むことができる。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、第２方向への長さＢ５が第１方向への幅より大きい。前記第１、２リセスＲ５、Ｒ６は第１フレーム２２０と第２フレーム２３０の第１フレーム部２３２の間に配置され、第３、４リセスＲ７、Ｒ８は第２フレーム２３０の第２フレーム部２３４と第３フレーム２４０の間に配置される。前記第２及び第４リセスＲ６、Ｒ８は連結フレーム部２３６の両側に離隔する。即ち、前記連結フレーム部２３６は第２及び第４リセスＲ６、Ｒ８の間に配置される。
前記第１、２リセスＲ５、Ｒ６は第１及び第２貫通ホールＴＨ１１、ＴＨ１２の間に配置され、第３、４リセスＲ７、Ｒ８は第３及び第４貫通ホールＴＨ１３、ＴＨ１４の間に配置される。前記第１、２リセスＲ５、Ｒ６の間の距離Ｄ５及び第３、４リセスＲ７、Ｒ８の間の距離Ｄ５は、発光素子２５１、２５３の幅Ｗ３よりは小さい。前記距離Ｄ５は貫通ホールＴＨ１１、ＴＨ１２、ＴＨ１３、ＴＨ１４の上部幅Ｗ１と同一であるかより小さく、前記上部幅Ｗ１の１/２よりは大きい。即ち、距離Ｄ５はＷ１の５０％〜１００％の範囲を有することができる。前記各発光素子２５１、２５３の下に配置されたリセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８が所定距離Ｄ５で離隔して配置されることで、前記各発光素子２５１、２５３のセンター側の下に配置された本体２１５の厚さが減少しなくなるので、前記本体２１５のリセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８を介して漏洩する光損失を減らすことができる。
第２方向Ｙに各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の長さＢ５は発光素子２５１、２５３の幅Ｗ３より小さい。前記各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の長さＢ５が発光素子２５１、２５３の幅Ｗ３より小さく配置されることで、前記各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の領域を介した光損失を減らすことができる。これは発光素子２５１、２５３がフリップチップで搭載された場合、発光素子２５１、２５３の下部を介して光が透過してキャビティの底面方向に進行し、前記キャビティの底面方向に進行する光は、相対的に本体の厚さが薄い領域であるリセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８を介して漏洩する。実施例は、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の大きさを減らして漏洩する光損失を減らすことができる。
第２方向に各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の幅は、前記第２方向の長さＢ５より小さい。第２方向に各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の幅はＸ方向に隣接した２つのフレームの間の間隔より小さく、例えばＸ方向に隣接した２つのフレームの間の間隔の７０％以下に配置される。このような各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の幅が前記範囲以下に配置された場合、本体２１５の剛性が低下することを防止でき、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８を介した光損失を減らすことができる。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８のＸ方向の幅はＸ方向に隣接した２つのフレーム２２０、２３０、２４０の間の間隔の３０％以上、例えば３０％〜７０％の範囲で配置され、前記フレーム２２０、２３０、２４０の間に配置された本体２１５の剛性低下を防止し、第１樹脂による接着力が減少することを防止することができる。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記本体２１５の上面から下面方向に凹むように提供される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さは、前記各貫通ホールＴＨ１１、ＴＨ１２、ＴＨ１３、ＴＨ１４の深さより小さく配置される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さは、前記本体２１５の厚さの４０％以上、例えば４０％〜６０％の範囲を有することができる。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さが前記範囲より小さいと、第１樹脂２６１の量が減り発光素子２５１、２５３を支持する支持力の改善が微小となる。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さは、前記第１樹脂２６１の接着力を考慮して決定することができる。また、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８が深さは、前記本体２１５の安定した強度を考慮したり及び/または前記発光素子２５１、２５３から放出される熱によって前記発光素子パッケージにクラック(crack)が発生しないように決定することができる。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記各発光素子２５１、２５３の下に複数配置される。前記各発光素子２５１、２５３の下にリセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８がＹ方向に所定間隔Ｄ５離隔して配置される。ここで、相互異なる発光素子２５１、２５３の下に配置された第２及び第４リセスＲ６、Ｒ８の間の距離は、前記発光素子２５１、２５３の間の間隔Ｇ１より小さい。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の内側部は、前記各発光素子２５１、２５３と垂直方向または第３方向に重なって提供される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の外側部は、前記各発光素子２５１、２５３と垂直方向または第３方向に重ならなくてもよい。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の内側部と外側部の比率は４：６〜６：４の比率を有することができる。
図２２を参照すると、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の外側部の長さＢ７は、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の長さＢ５の４０％〜６０％の範囲を有することができる。このような前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の外側部を発光素子２５１、２５３の外側に突出させることで、発光素子２５１、２５３のセンター領域から離隔させて、前記発光素子２５１、２５３のセンター領域を介した光損失を減らすことができる。
図１８及び図２２のように、実施例に係る発光素子パッケージは、第１樹脂２６１を含むことができる。前記第１樹脂２６１は、前記本体２１５と前記発光素子２５１、２５３の間に配置される。前記第１樹脂２６１は、前記本体２１５の下面と前記発光素子２５１、２５３の下面の間に配置される。前記第１樹脂２６１は、前記発光素子２５１、２５３と垂直方向または第３方向に重なる。前記第１樹脂２６１は、前記発光素子２５１、２５３と前記本体２１５に接着される。前記第１樹脂２６１は、前記発光素子２５１、２５３の各ボンディング部５１、５２の間に配置される。前記第１リセスＲ１に配置された第１樹脂２６１は、第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１発光素子２５１の下面と第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。前記第２リセスＲ２に配置された第１樹脂２６１は、前記第２発光素子２５２の下面と第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。前記第３リセスＲ３に配置された第１樹脂２６１は、前記第３発光素子２５３の下面と第１、２ボンディング部５１、５２の間に配置され、前記第１、２ボンディング部５１、５２に接触することができる。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、各発光素子２５１、２５３の下に所定距離(Ｄ５<Ｗ３)離隔して配置されることで、第１樹脂２６１は前記複数のリセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８内に配置され、各発光素子２５１、２５３と本体２１５の間を接着させることができる。これによって、各発光素子２５１、２５３は、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８に結合された第１樹脂２６１により支持され、第１樹脂２６１に接着されて支持される。
例えば、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さは、前記本体２１５のクラックフリー(crack free)を提供できる射出工程の厚さが考慮されたものである。実施例によれば、リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さと貫通ホールＴＨ１１、ＴＨ１２、ＴＨ１３、ＴＨ１４の深さの比率は２〜１０で提供される。例えば、貫通ホールＴＨ１１、ＴＨ１２、ＴＨ１３、ＴＨ１４の深さが２００μmに提供される場合、リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さは２０μm〜１００μmに提供される。
前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記発光素子２５１、２５３の下部にアンダーフィル(under fill)工程を実行できる適正空間を提供することができる。ここで、前記アンダーフィル(under fill)工程は、発光素子２５１、２５３を本体２１５に実装した後、前記第１樹脂２６１を前記発光素子２５１、２５３の下部に配置する工程であり、前記発光素子２５１、２５３を本体２１５に実装する工程で前記第１樹脂２６１を介して実装するために、前記第１樹脂２６１を前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８に配置した後前記発光素子２５１、２５３を配置する工程である。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記発光素子２５１、２５３の下面と前記本体２１５の上面の間に前記第１樹脂２６１が十分に提供されるように所定深さ以上で提供される。また、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、前記本体２１５の安定した強度を提供するために所定深さで提供される。例えば、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の深さは４０μm以上、例えば４０〜６０μmの範囲で提供される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の幅は１４０μm以上、例えば１４０〜１６０μmの範囲で提供される。
前記第１樹脂２６１は、前記各リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８に配置され、前記発光素子２５１、２５３と本体２１５の間の安定した固定力を提供することができる。前記第１樹脂２６１は、例えば前記本体２１５の上面に直接接触して配置される。前記第１樹脂２６１は、前記発光素子２５１、２５３の下部面に直接接触して配置される。
例えば、前記第１樹脂２６１は、エポキシ(epoxy)系の物質、シリコーン(silicone)系の物質、エポキシ系の物質とシリコーン系の物質を含むハイブリッド(hybrid)物質のうちの少なくとも１つを含むことができる。また、例えば前記第１樹脂２６１が反射機能を含む場合、前記第１樹脂２６１はホワイトシリコーン(white silicone)のような金属酸化物を含むことができる。前記第１樹脂２６１はモールディング部と異なる材質であるか、前記モールディング部に添加されえる不純物(例えば、蛍光体)の種類と異なる種類の不純物(例えば、金属酸化物)を含むことができる。前記第１樹脂２６１は接着剤からなることができる。前記第１樹脂２６１は反射性材質の接着剤からなることができる。
前記第１樹脂２６１は、前記発光素子２５１、２５３の下面に光が放出される場合、前記発光素子２５１、２５３と前記本体２１５の間で光拡散機能を提供することができる。前記発光素子２５１、２５３から前記発光素子２５１、２５３の下面に光が放出されるとき、前記第１樹脂２６１は光拡散機能を提供することで、前記発光素子パッケージの光抽出効率を改善することができる。また、前記第１樹脂２６１は、前記発光素子２５１、２５３から放出する光を反射することができる。前記第１樹脂２６１が反射機能を含む場合、前記第１樹脂２６１は、TiO２、シリコーン、Al２O３のような金属酸化物または不純物を含む物質からなることができる。
前記第１樹脂２６１は、前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の外側部、例えば前記発光素子２５１、２５３の側面より外側に突出した部分に配置される。前記リセスＲ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の外側部に前記第１樹脂２６１が配置された場合、モールディング部１８０との結合を強化させることができ、発光素子２５１、２５３の側面に露出する光を反射させることができる。
図１８及び図２３を参照すると、発光素子２５１の下に複数のリセスＲ５、Ｒ５ａが本体２１５の上部に凹状に配置される。前記リセスＲ５、Ｒ５ａのうち第１リセスＲ５は、第２方向への長さＢ５が第１方向の幅Ｂ６より大きく、第２リセスＲ５ａは、第２方向への長さが第１方向の幅Ｂ６２より小さい。これは第２リセスＲ５ａと第１リセスＲ５の内側部は発光素子２５１と第３方向に重なり、外側部は発光素子２５１と第３方向に重なることなく外側に突出する。
前記第１、２リセスＲ５、Ｒ５ａの間の距離Ｄ６は発光素子２５１の幅Ｗ３の５０％以上離隔することができ、前記第１、２リセスＲ５、Ｒ５ａには第１樹脂２６１が配置され、前記第１樹脂２６１は、本体２１５と発光素子２５１の間を接着させることができる。即ち、前記第１樹脂２６１は、ディスペンシング後発光素子２５１を圧搾させてボンディングする過程で拡散して第１、２リセスＲ５、Ｒ６に満たされる。
図２４を参照すると、発光素子２５１の下に３つのリセスＲ１、Ｒ１ｄ、Ｒ１ｅが配置され、３つのリセスＲ１、Ｒ１ｄ、Ｒ１ｅは、少なくとも１つの長さＢ５が他の１つの長さより長く配置される。隣接したリセスＲ１、Ｒ１ｄ、Ｒ１ｅの間の間隔Ｂ８は、前記長さＢ５より小さくてもよく大きくてもよいが、これに限定されるものではない。前記間隔Ｂ８は５０μm以上、例えば５０〜２００μmの範囲で配置され、隣接した両リセスの結合による本体２１５の剛性低下を防止することができる。
前記３つのリセスＲ１、Ｒ１ｄ、Ｒ１ｅのセンター側のリセスＲ１の大きさまたは面積は、他のリセスＲ１ｄ、Ｒ１ｅの大きさまたは面積より小さく、この場合、発光素子２５１のセンター領域の下の本体２１５における光損失を減らすことができる。
図２５を参照すると、発光素子の下に複数のリセスＲ７、Ｒ７ａが配置され、前記リセスＲ７、Ｒ７ａは、上部形状が楕円形状や円形状を有することができる。楕円形状のリセスＲ７、Ｒ７ａは、本体２１５の上部に凹状に配置され、第２方向の長さＢ５が第１方向の幅より長く配置される。
図２６を参照すると、発光素子２５１の下に３つのリセスＲ１０、Ｒ１０ａ、Ｒ１０ｂが配置され、３つのリセスＲ１０、Ｒ１０ａ、Ｒ１０ｂは、少なくとも１つの長さＢ５が他の１つの長さより長く配置される。隣接したリセスＲ１０、Ｒ１０ａ、Ｒ１０ｂの間の間隔は、前記長さＢ５より小さくてもよく大きくてもよく、隣接した両リセスの結合による本体２１５の剛性低下を防止することができる。
前記３つのリセスＲ１０、Ｒ１０ａ、Ｒ１０ｂのセンター側のリセスＲ１０の大きさまたは面積は他のリセスＲ１０ａ、Ｒ１０ｂの大きさまたは面積より小さく、この場合、発光素子２５１のセンター領域の下の本体２１５における光損失を減らすことができる。
図２７は第３実施例に係る発光素子パッケージの平面図の例である。第３実施例の説明において、上記に開示された構成と同じ構成は選択的に適用することができ、同じ部分に対しては上記説明を参照することにする。
図２７を参照すると、実施例に係る半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージは、相互離隔した複数のフレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０、前記複数のフレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０の間を支持する本体３１５、前記複数のフレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０の上に配置された複数の半導体素子または複数の発光素子３５１、３５２、３５３、３５４を含む。実施例に係る複数の発光素子３５１、３５２、３５３、３５４は、個別的に駆動されるように配置されるか、直列または並列で駆動されるように連結される。
例えば、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４は、前記複数のフレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０によって直列に連結される。このような発光素子パッケージは発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の連結個数に応じた駆動電圧を変更したり転換させることができる。前記複数の発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の少なくとも１つまたは全ては、１つまたは複数の発光セルを含むことができる。前記発光セルは、ｎ‐ｐ接合、ｐ‐ｎ接合、ｎ‐ｐ‐ｎ接合、ｐ‐ｎ‐ｐ接合のうちの少なくとも１つを含むことができる。前記複数の発光セルは、１つの発光素子内で相互直列に連結される。これによって、前記各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４は、１つまたは複数の発光セルを有することができ、１つの発光素子にｎ(ｎは１以上)個の発光セルが配置された場合、ｎ倍の駆動電圧で駆動される。例えば、１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、２つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は６Ｖの駆動電圧で駆動される。または１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、３つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は９Ｖの駆動電圧で駆動される。前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４のいずれか１つに配置された発光セルの個数は、３つ以上、例えば４つ以上有することができる。これによって、発光素子パッケージの駆動電圧は、発光素子が直列に連結された場合、全体発光素子の個数、全体発光セルの個数と駆動電圧の積で求めることができる。
発光素子パッケージは、第１方向の長さと第２方向の長さが同一であってもよく異なってもよい。発光素子パッケージにおいて、第１方向の長さは２.５mm以上、例えば２.５〜７mmの範囲を有することができる。前記第２方向の長さは、前記第１方向と同一であるかより大きい。発光素子パッケージの厚さは、前記第１、２方向の長さより小さい。
パッケージ本体３１０Ａは、第１方向の長さと第２方向の長さが同一であってもよく異なってもよい。前記第１方向はＸ方向であり、前記第２方向はＸ方向と直交するＹ方向であり、第３方向はＸ、Ｙ方向と直交するＺ方向であるが、これに限定されるものではない。前記パッケージ本体３１０ＡはＸ方向の長さがＹ方向の長さと同一であってもよく異なってもよい。
前記パッケージ本体３１０Ａは、相互反対側に配置された第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２と、相互反対側に配置された第３及び第４側部Ｓ１、Ｓ２を含むことができる。前記第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２は、Ｙ方向に長い長さを有し、第３及び第４側部Ｓ３、Ｓ４の両端部に連結される。前記第１〜第４側部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、本体３１５の底面に対して垂直または傾斜した面で形成される。
前記パッケージ本体３１０Ａは、本体３１５と連結される。前記本体３１５は、前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０の間に配置される。前記本体３１５は、前記パッケージ本体３１０Ａと一体形成されてもよく、別途形成されてもよい。前記本体３１５は、前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０に結合されて前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０を支持することができる。前記パッケージ本体３１０Ａと前記本体３１５は、同じ材質からなってもよく、異なる材質からなってもよい。
前記パッケージ本体３１０Ａは、前記本体３１５の上に配置され、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の周りをカバーすることができる。前記パッケージ本体３１０Ａは、内部にキャビティ３１２を有することができ、前記キャビティ３１２の側面３１１は、前記発光素子３２０、３２２、３２４、３２６、３４０の周りに配置される。前記キャビティ３１２は、上部または光出射領域が開放され、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の周りで光を反射させることができる。
前記パッケージ本体３１０Ａは、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。前記キャビティ３１２は、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。
第１フレーム３２０の第１延長部３２３は、パッケージ本体３１０Ａの第１側部Ｓ１に延長され、第５フレーム３４０の第２延長部３４３は、パッケージ本体３１０Ａの第２側部Ｓ２に延長される。前記第１フレーム３２０と第５フレーム３４０には１つの貫通ホールＴＨ２１、ＴＨ２８が配置され、第１及び第５フレーム４２０、４４０の間に配置された第２〜第４フレーム４２２、４２４、４２６のそれぞれには、複数の貫通ホール、例えば第２及び第３貫通ホールＴＨ２２、ＴＨ２３、第４及び第５貫通ホールＴＨ２４、ＴＨ２５、及び第６及び第７貫通ホールＴＨ２６、ＴＨ２７が配置される。
第１発光素子３５１は、第１フレーム３２０と第２フレーム３２２の上に配置され、第１発光素子３５１の第１、２ボンディング部５１、５２は、第１フレーム３２０と第２フレーム３２２の上に配置されて電気的に連結される。前記第１フレーム３２０の第１貫通ホールＴＨ２１と、第２フレーム３２２の第２貫通ホールＴＨ２２には、図３に開示された導電層３２１が形成される。前記第１、２貫通ホールＴＨ２１、ＴＨ２２に配置された導電層は、第１発光素子２５１の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
第２発光素子３５２は第２フレーム３２２と第３フレーム３２４の上に配置され、第２発光素子３５２の第１、２ボンディング部５１、５２は第２フレーム３２２と第３フレーム３２４の上に配置されて電気的に連結される。前記第２フレーム３２２の第３貫通ホールＴＨ２３と、第３フレーム３２４の第４貫通ホールＴＨ２４には、図３に図示された導電層３２１が形成される。前記第３、４貫通ホールＴＨ２３、ＴＨ２４に配置された導電層は、第２発光素子３５２の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
第３発光素子３５３は、第３フレーム３２４と第４フレーム３２６の上に配置され、第３発光素子３５３の第１、２ボンディング部５１、５２は、第３フレーム３２４と第４フレーム３２６の上に配置されて電気的に連結される。前記第３フレーム３２４の第５貫通ホールＴＨ２５と、第４フレーム３２６の第６貫通ホールＴＨ２６には、図３に図示された導電層３２１が形成される。前記第５、６貫通ホールＴＨ２５、ＴＨ２６に配置された導電層は第３発光素子３５３の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
第４発光素子３５４は第４フレーム３２４と第５フレーム３４０の上に配置され、第４発光素子３５４の第１、２ボンディング部５１、５２は第４フレーム３２４と第５フレーム３４０の上に配置されて電気的に連結される。前記第４フレーム３２４の第７貫通ホールＴＨ２６と、第５フレーム３４０の第８貫通ホールＴＨ２８には、図３に図示された導電層３２１が形成される。前記第７、８貫通ホールＴＨ２７、ＴＨ２８に配置された導電層は第４発光素子３５４の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
前記各フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０と前記各ボンディング部５１、５２は、金属間化合物層によって結合される。前記金属間化合物は、CuxSny、AgxSny、AuxSnyのうちの少なくとも１つを含むことができ、前記xは０<x<１、y=１‐x、x>yの条件を満足する。
前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４のボンディング部５１、５２は、前記導電層(図３の３２１)を構成する物質と前記導電層３２１を形成される過程または前記導電層３２１が提供された後熱処理過程で、前記導電層３２１と前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０の間に金属間化合物(IMC：intermetallic compound)層が形成される。前記導電層３２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができるが、これに限定されるものではなく、前記導電層３２１として導電性機能を確保できる物質を用いることができる。例えば、前記導電層３２１は、導電性ペーストを利用して形成される。前記導電性ペーストは、ソルダペースト(solder paste)、銀ペースト(silver paste)等を含むことができ、相互異なる物質で構成される多層または合金で構成された多層または単層からなることができる。例えば、前記導電層３２１は、ＳＡＣ(Sn‐Ag‐Cu)またはＳＡＣ系の物質を含むことができる。
例えば、前記導電層３２１をなす物質と前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０の金属間の結合によって合金層が形成される。これによって、前記導電層３２１と前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０が物理的及び電気的に安定するように結合される。前記導電層３２１、合金層及び前記フレームが物理的及び電気的に安定するように結合される。前記合金層がAgSn、CuSn、AuSn等を含む群から選択された少なくとも１つの金属間化合物層を含むことができる。前記金属間化合物層は、第１物質と第２物質の結合で形成され、第１物質は導電層３２１から提供され、第２物質は、前記ボンディング部５１、５２または前記フレーム３２０、３２２、３２４、３２６、３４０から提供される。
上述された金属間化合物層は、他のボンディング物質より高い溶融点を有することができる。また、前記金属間化合物層が形成される熱処理工程は、一般的なボンディング物質の溶融点より低い温度で行うことができる。よって、実施例に係る発光素子パッケージは、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。
また、実施例に係る発光素子パッケージ及び発光素子パッケージの製造方法によれば、発光素子パッケージを製造する工程で、パッケージ本体３１０Ａが高温に露出する必要がなくなる。よって、実施例によれば、パッケージ本体３１０Ａが高温に露出して損傷したり変色が発生することを防止することができる。これによって、本体３１５を構成する物質に対する選択幅が広くなる。実施例によれば、前記本体３１５は、セラミック等の高価な物質だけでなく、相対的に安価な樹脂物質を利用して提供することもできる。
前記本体３１５には、リセスＲａ、Ｒｂを含むことができる。前記リセスＲａ、Ｒｂは、前記本体３１５の上部に提供される。前記リセスＲａ、Ｒｂは、各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下部領域で相互離隔する。前記リセスＲａ、Ｒｂは、キャビティ３１２の底面と垂直方向または第３方向に重なる。前記リセスＲａ、Ｒｂは、前記キャビティ３１２の底面に配置される。
前記リセスＲａ、Ｒｂは、各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下部に対向するように配置された貫通ホールＴＨ２１、ＴＨ２２、ＴＨ２３、ＴＨ２４、ＴＨ２５、ＴＨ２６、ＴＨ２７、ＴＨ２８の間に配置される。前記第１、２リセスＲａ、Ｒｂの間の間隔は、発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の幅よりは小さい幅を有することができ、各リセスＲａ、Ｒｂの長さは、各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の幅よりは小さい。このようなリセスＲａ、Ｒｂの間の間隔、長さは、上記に開示された実施例の説明を選択的に適用することができる。
前記各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下で複数のリセスＲａ、Ｒｂが所定距離で離隔して配置されることで、前記各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４のセンター側の下に配置された本体３１５の厚さが減少しなくなるので、前記本体３１５のリセスＲａ、Ｒｂを介して漏洩する光損失を減らすことができる。これは発光素子３５１、３５２、３５３、３５４がフリップチップで搭載された場合、発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下部を介して光が透過してキャビティの底面方向に進行し、前記キャビティの底面方向に進行する光は、相対的に本体の厚さが薄い領域であるリセスＲａ、Ｒｂを介して漏洩する。実施例は、前記リセスＲａ、Ｒｂの大きさを減らして漏洩する光損失を減らすことができる。
前記リセスＲａ、Ｒｂは、前記本体３１５の上面から下面方向に凹むように提供される。前記リセスＲａ、Ｒｂの深さは、前記各貫通ホールＴＨ２１、ＴＨ２２、ＴＨ２３、ＴＨ２４、ＴＨ２５、ＴＨ２６、ＴＨ２７、ＴＨ２８の深さより小さく配置される。前記リセスＲａ、Ｒｂの深さは、前記本体３１５の厚さの４０％以上、例えば４０％〜６０％の範囲を有することができる。前記リセスＲａ、Ｒｂの深さが前記範囲より小さいと、第１樹脂(図１２の１６０)の量が減り発光素子３５１、３５２、３５３、３５４を支持する支持力の改善が微小となる。
前記リセスＲａ、Ｒｂの深さは、前記第１樹脂(図１２の１６０)の接着力を考慮して決定することができる。また、前記リセスＲａ、Ｒｂが深さは、前記本体３１５の安定した強度を考慮したり及び/または前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４から放出される熱によって前記発光素子パッケージにクラック(crack)が発生しないように決定することができる。
前記リセスＲａ、Ｒｂの内側部は、前記各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４と垂直方向または第３方向に重なって提供される。前記リセスＲａ、Ｒｂの外側部は、前記各発光素子３５１、３５２、３５３、３５４と垂直方向または第３方向に重ならなくてもよい。前記リセスＲａ、Ｒｂの内側部と外側部の比率は４：６〜６：４の比率を有することができる。前記リセスＲａ、Ｒｂの外側部の長さは、前記リセスＲａ、Ｒｂの長さの４０％〜６０％の範囲を有することができる。このような前記リセスＲａ、Ｒｂの外側部を発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の外側に突出させることで、発光素子３５１、３５２、３５３、３５４のセンター領域から離隔させて、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４のセンター領域を介した光損失を減らすことができる。
実施例に係る発光素子パッケージは、第１樹脂(図１２の１６０)を含むことができる。前記第１樹脂は、前記本体３１５と前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の間に配置され、前記リセスＲａ、Ｒｂに配置される。前記第１樹脂は、前記本体３１５の下面と前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下面の間に配置されて相互接着させることができる。前記第１樹脂に対する詳細な構成は、上記説明を参照することにする。
前記リセスＲａ、Ｒｂは、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下部にアンダーフィル(under fill)工程を実行できる適正空間を提供することができる。ここで、前記アンダーフィル(under fill)工程は、発光素子３５１、３５２、３５３、３５４を本体３１５に実装した後、前記第１樹脂を前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下部に配置する工程であり、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４を本体３１５に実装する工程で前記第１樹脂を介して実装するために、前記第１樹脂を前記リセスＲａ、Ｒｂに配置した後前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４を配置する工程である。前記リセスＲａ、Ｒｂは、前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の下面と前記本体３１５の上面の間に前記第１樹脂が十分に提供されるように所定深さ以上で提供される。また、前記リセスＲａ、Ｒｂは、前記本体３１５の安定した強度を提供するために所定深さで提供される。例えば、前記リセスＲａ、Ｒｂの深さは４０μm以上、例えば４０〜６０μmの範囲で提供される。前記リセスＲａ、Ｒｂの幅は１４０μm以上、例えば１４０〜１６０μmの範囲で提供される。
前記第１樹脂は、前記リセスＲａ、Ｒｂの外側部、例えば前記発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の側面より外側に突出した部分に配置される。前記リセスＲａ、Ｒｂの外側部に前記第１樹脂が配置された場合、モールディング部との結合を強化させることができ、発光素子３５１、３５２、３５３、３５４の側面に露出する光を反射させることができる。
図２８ａは第４実施例に係る発光素子パッケージの平面図の例である。第４実施例の説明において、上記に開示された実施例の構成と同じ部分は、上記説明を参照することにし、選択的に適用することができる。
図２８ａを参照すると、実施例に係る半導体素子パッケージまたは発光素子パッケージは、相互離隔した複数のフレーム４２０、４４０、前記複数のフレーム４２０、４４０の間を支持する本体４１５、前記複数のフレーム４２０、４４０の上に配置された複数の半導体素子または複数の発光素子４５１、４５２、４５３を含む。実施例に係る複数の発光素子４５１、４５２、４５３は、並列で駆動されるように連結される。前記複数の発光素子４５１、４５２、４５３の少なくとも１つまたは全ては、１つまたは複数の発光セルを含むことができる。前記発光セルは、ｎ‐ｐ接合、ｐ‐ｎ接合、ｎ‐ｐ‐ｎ接合、ｐ‐ｎ‐ｐ接合のうちの少なくとも１つを含むことができる。前記複数の発光セルは、１つの発光素子内で相互直列に連結される。これによって、前記各発光素子４５１、４５２、４５３は、１つまたは複数の発光セルを有することができ、１つの発光素子にｎ(ｎは１以上)個の発光セルが配置された場合、ｎ倍の駆動電圧で駆動される。例えば、１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、２つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は６Ｖの駆動電圧で駆動される。または１つの発光セルの駆動電圧が３Ｖであり、３つの発光セルが１つの発光素子に配置された場合、各発光素子は９Ｖの駆動電圧で駆動される。前記発光素子４５１、４５２、４５３のいずれか１つに配置された発光セルの個数は、３つ以上、例えば４つ以上有することができる。これによって、発光素子パッケージの駆動電圧は発光素子が直列に連結された場合、全体発光素子の個数、全体発光セルの個数と駆動電圧の積で求めることができる。
発光素子パッケージは、第１方向の長さＸ１と第２方向の長さＹ１が同一であってもよく異なってもよい。発光素子パッケージにおいて、第１方向の長さは２.５mm以上、例えば２.５〜７mmの範囲を有することができる。前記第２方向の長さは、前記第１方向と同一であるかより大きい。発光素子パッケージの厚さは、前記第１、２方向の長さより小さい。
パッケージ本体４１０Ａは、第１方向の長さと第２方向の長さが同一であってもよく異なってもよい。前記第１方向はＸ方向であり、前記第２方向はＸ方向と直交するＹ方向であり、第３方向はＸ、Ｙ方向と直交するＺ方向であるが、これに限定されるものではない。前記パッケージ本体４１０ＡはＸ方向の長さがＹ方向の長さと同一であってもよく異なってもよい。
前記パッケージ本体４１０Ａは、相互反対側に配置された第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２と、相互反対側に配置された第３及び第４側部Ｓ１、Ｓ２を含むことができる。前記第１及び第２側部Ｓ１、Ｓ２は、Ｙ方向に長い長さを有し、第３及び第４側部Ｓ３、Ｓ４の両端部に連結される。前記第１〜第４側部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、本体４１５の底面に対して垂直または傾斜した面で形成される。
前記パッケージ本体４１０Ａは、本体４１５と連結される。前記本体４１５は、前記フレーム４２０、４４０の間に配置される。前記本体４１５は、前記パッケージ本体４１０Ａと一体形成されてもよく、別途形成されてもよい。前記本体４１５は、前記フレーム４２０、４４０に結合されて前記フレーム４２０、４４０を支持することができる。前記パッケージ本体４１０Ａと前記本体４１５は、同じ材質からなってもよく、異なる材質からなってもよい。
前記パッケージ本体４１０Ａは、前記本体４１５の上に配置され、前記発光素子４５１、４５２、４５３の周りをカバーすることができる。前記パッケージ本体４１０Ａは、内部にキャビティ４１２を有することができ、前記キャビティ４１２の側面４１１は、前記発光素子４２０、４４０の周りに配置される。前記キャビティ４１２は、上部または光出射領域が開放され、前記発光素子４５１、４５２、４５３の周りで光を反射させることができる。
前記パッケージ本体４１０Ａは、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。前記キャビティ３１２は、上方から見た形状が多角形状、円形状または楕円形状を有することができ、前記多角形状は、矩形または正方形を含むことができる。
第１フレーム４２０の第１延長部４２３は、パッケージ本体４１０Ａの第１側部Ｓ１に延長され、第２フレーム４４０の第２延長部４４３は、パッケージ本体４１０Ａの第２側部Ｓ２に延長される。
前記第１フレーム４２０及び第２フレーム４４０には、上部リセスＲ５１が配置され、前記上部リセスＲ５１は、前記発光素子４５１、４５２、４５３の外縁部周りに配置される。前記上部リセスＲ５１の上には樹脂部が配置され、発光素子４５１、４５２、４５３の側方向に漏洩する光を反射させることができる。
第１〜第４発光素子４５１、４５２、４５３は、第１フレーム４２０と第２フレーム４４０の上に配置され、第１、２、３発光素子４５１、４５２、４５３の第１、２ボンディング部５１、５２は、第１フレーム４２０と第２フレーム４２２の上に配置されて電気的に連結される。前記第１フレーム４２０の第１貫通ホールＴＨ４１は複数個が各発光素子４５１、４５２、４５３のボンディング部５１、５２の下に配置され、前記第２フレーム４４０の第２貫通ホールＴＨ４２は複数個が各発光素子４５１、４５２、４５３のボンディング部５１、５２の下に配置される。前記第１及び第２貫通ホールＴＨ４１、ＴＨ４２には、図３に開示された導電層４２１が形成される。前記第１、２貫通ホールＴＨ４１、ＴＨ４２に配置された導電層は、第１発光素子２５１の第１、２ボンディング部５１、５２に接触して電気的に連結される。
前記各フレーム４２０、４４０と前記各ボンディング部５１、５２は、金属間化合物層によって結合される。前記金属間化合物は、CuxSny、AgxSny、AuxSnyのうちの少なくとも１つを含むことができ、前記xは０<x<１、y=１‐x、x>yの条件を満足する。
前記発光素子４５１、４５２、４５３のボンディング部５１、５２は、前記導電層(図３の３２１)を構成する物質と前記導電層４２１を形成される過程または前記導電層４２１が提供された後熱処理過程で、前記導電層４２１と前記フレーム４２０、４４０の間に金属間化合物(IMC：intermetallic compound)層が形成される。前記導電層４２１は、Ag、Au、Pt、Sn、Cu等を含む群から選択された１つの物質またはその合金を含むことができるが、これに限定されるものではなく、前記導電層４２１で導電性機能を確保できる物質を用いることができる。例えば、前記導電層４２１は、導電性ペーストを利用して形成される。前記導電性ペーストは、ソルダペースト(solder paste)、銀ペースト(silver paste)等を含むことができ、相互異なる物質で構成される多層または合金で構成された多層または単層からなることができる。例えば、前記導電層４２１は、ＳＡＣ(Sn‐Ag‐Cu)またはＳＡＣ系の物質を含むことができる。
例えば、前記導電層４２１をなす物質と前記フレーム４２０、４４０の金属間の結合によって合金層が形成される。これによって、前記導電層４２１と前記フレーム４２０、４４０が物理的及び電気的に安定するように結合される。前記導電層４２１、合金層及び前記フレームが物理的及び電気的に安定するように結合される。前記合金層がAgSn、CuSn、AuSn等を含む群から選択された少なくとも１つの金属間化合物層を含むことができる。前記金属間化合物層は、第１物質と第２物質の結合で形成され、第１物質は導電層４２１から提供され、第２物質は、前記ボンディング部５１、５２または前記フレーム４２０、４４０から提供される。
上述された金属間化合物層は、他のボンディング物質より高い溶融点を有することができる。また、前記金属間化合物層が形成される熱処理工程は、一般的なボンディング物質の溶融点より低い温度で行うことができる。よって、実施例に係る発光素子パッケージは、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。
また、実施例に係る発光素子パッケージ及び発光素子パッケージの製造方法によれば、発光素子パッケージを製造する工程で、パッケージ本体４１０Ａが高温に露出する必要がなくなる。よって、実施例によれば、パッケージ本体４１０Ａが高温に露出して損傷したり変色が発生することを防止することができる。これによって、本体４１５を構成する物質に対する選択幅が広くなる。実施例によれば、前記本体４１５は、セラミック等の高価な物質だけでなく、相対的に安価な樹脂物質を利用して提供することもできる。
前記本体４１５には、リセスＲａ、Ｒｃを含むことができる。前記リセスＲａ、Ｒｃは、前記本体４１５の上部に提供される。前記リセスＲａ、Ｒｃは、各発光素子４５１、４５２、４５３の下部領域で相互離隔する。前記リセスＲａ、Ｒｃは、キャビティ４１２の底面と垂直方向または第３方向に重なる。前記リセスＲａ、Ｒｃは、前記キャビティ４１２の底面に配置される。
前記リセスＲａ、Ｒｃは、各発光素子４５１、４５２、４５３の下部に対向するように配置された貫通ホールＴＨ４１、ＴＨ４２の間に配置される。前記第１、２リセスＲａ、Ｒｃの間の間隔は、発光素子４５１、４５２、４５３の幅よりは小さい幅を有することができ、各リセスＲａ、Ｒｃの長さは、各発光素子４５１、４５２、４５３の幅よりは小さい。このようなリセスＲａ、Ｒｃの間の間隔、長さは、上記に開示された実施例の説明を選択的に適用することができる。
前記各発光素子４５１、４５２、４５３の下で複数のリセスＲａ、Ｒｃが所定距離で離隔して配置されることで、前記各発光素子４５１、４５２、４５３のセンター側の下に配置された本体４１５の厚さが減少しなくなるので、前記本体４１５のリセスＲａ、Ｒｃを介して漏洩する光損失を減らすことができる。これは発光素子４５１、４５２、４５３がフリップチップで搭載された場合、発光素子４５１、４５２、４５３の下部を介して光が透過してキャビティの底面方向に進行し、前記キャビティの底面方向に進行する光は、相対的に本体の厚さが薄い領域であるリセスＲａ、Ｒｃを介して漏洩する。実施例は、前記リセスＲａ、Ｒｃの大きさを減らして漏洩する光損失を減らすことができる。
前記リセスＲａ、Ｒｃは、前記本体４１５の上面から下面方向に凹むように提供される。前記リセスＲａ、Ｒｃの深さは、前記各貫通ホールＴＨ４１、ＴＨ４２の深さより小さく配置される。前記リセスＲａ、Ｒｃの深さは、前記本体４１５の厚さの４０％以上、例えば４０％〜６０％の範囲を有することができる。前記リセスＲａ、Ｒｃの深さが前記範囲より小さいと、第１樹脂(図１２の１６０)の量が減り発光素子４５１、４５２、４５３を支持する支持力の改善が微小となる。
前記リセスＲａ、Ｒｃの深さは、前記第１樹脂(図１２の１６０)の接着力を考慮して決定することができる。また、前記リセスＲａ、Ｒｃが深さは、前記本体４１５の安定した強度を考慮したり及び/または前記発光素子４５１、４５２、４５３から放出される熱によって前記発光素子パッケージにクラック(crack)が発生しないように決定することができる。
前記リセスＲａ、Ｒｃの内側部は、前記各発光素子４５１、４５２、４５３と垂直方向または第３方向に重なって提供される。前記リセスＲａ、Ｒｃの外側部は、前記各発光素子４５１、４５２、４５３と垂直方向または第３方向に重ならなくてもよい。前記リセスＲａ、Ｒｃの内側部と外側部の比率は４：６〜６：４の比率を有することができる。前記リセスＲａ、Ｒｃの外側部の長さは、前記リセスＲａ、Ｒｃの長さの４０％〜６０％の範囲を有することができる。このような前記リセスＲａ、Ｒｃの外側部を発光素子４５１、４５２、４５３の外側に突出させることで、発光素子４５１、４５２、４５３のセンター領域から離隔させて、前記発光素子４５１、４５２、４５３のセンター領域を介した光損失を減らすことができる。
実施例に係る発光素子パッケージは、第１樹脂(図１２の１６０)を含むことができる。前記第１樹脂は、前記本体４１５と前記発光素子４５１、４５２、４５３の間に配置され、前記リセスＲａ、Ｒｃに配置される。前記第１樹脂は、前記本体４１５の下面と前記発光素子４５１、４５２、４５３の下面の間に配置されて相互接着させることができる。前記第１樹脂に対する詳細な構成は、上記説明を参照することにする。
前記リセスＲａ、Ｒｃは、前記発光素子４５１、４５２、４５３の下部にアンダーフィル(under fill)工程を実行できる適正空間を提供することができる。ここで、前記アンダーフィル(under fill)工程は、発光素子４５１、４５２、４５３を本体４１５に実装した後、前記第１樹脂を前記発光素子４５１、４５２、４５３の下部に配置する工程であり、前記発光素子４５１、４５２、４５３を本体４１５に実装する工程で前記第１樹脂を介して実装するために、前記第１樹脂を前記リセスＲａ、Ｒｃに配置した後前記発光素子４５１、４５２、４５３を配置する工程である。前記リセスＲａ、Ｒｃは、前記発光素子４５１、４５２、４５３の下面と前記本体４１５の上面の間に前記第１樹脂が十分に提供されるように所定深さ以上で提供される。また、前記リセスＲａ、Ｒｃは、前記本体４１５の安定した強度を提供するために所定深さで提供される。例えば、前記リセスＲａ、Ｒｃの深さは４０μm以上、例えば４０〜６０μmの範囲で提供される。前記リセスＲａ、Ｒｃの幅は１４０μm以上、例えば１４０〜１６０μmの範囲で提供される。
前記第１樹脂は、前記リセスＲａ、Ｒｃの外側部、例えば前記発光素子４５１、４５２、４５３の側面より外側に突出した部分に配置される。前記リセスＲａ、Ｒｃの外側部に前記第１樹脂が配置された場合、モールディング部との結合を強化させることができ、発光素子４５１、４５２、４５３の側面に露出する光を反射させることができる。
別の例として、図２８ａの本体の上にリセスがない構造で提供される。
別の例として、図２８ｂを参照すると、本体４１５には、リセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１の少なくとも１つが異なる長さを有することができる。例えば、複数のリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１の少なくとも１つ(Ｒｃ１)はより長さを有することができる。前記長さが長いリセスＲｃ１は、短い長さを有するリセスＲａ、Ｒｃの間に配置されるか、本体４１５のセンター領域に配置される。例えば、複数のリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１の少なくとも１つ(Ｒｃ１)は、隣接した２つの発光素子４５１、４５２、４５２、４５３と少なくとも一部が重なる。前記複数のリセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１のうち相対的に長さが長いリセスが１つまたは２つ以上であってもよい。
第１発光素子４５１の下には、第１リセスＲａが配置され、第３発光素子４５３の下には第２リセスＲｃが配置され、第１及び第２発光素子４５１、４５２の下部領域と第２及び第３発光素子４５２、４５３の下部領域に第３リセスＲｃ１が配置される。
前記第３リセスＲｃ１の内側部は、第１発光素子４５１と第２発光素子４５２と一部が重なり、外側部は、前記第１及び第２発光素子４５１、４５２の間の下部領域に連結される。前記第３リセスＲｃ１の内側部は、第２発光素子４５２と第３発光素子４５３と一部が重なり、外側部は、前記第２及び第３発光素子４５２、４５３の間の下部領域に連結される。即ち、前記第３リセスＲｃ１の長さは隣接した２つの発光素子の間の間隔より長く、各発光素子の幅または短辺の長さより長い。前記第３リセスＲｃ１において、各発光素子４５１、４５２、４５３と重なる領域の長さは、各発光素子４５１、４５２、４５３の幅または短辺の長さより小さい。前記第３リセスＲｃ１は、上方から見た形状が楕円形状、多角形状、または直線と曲線が混合した形状を含むことができる。前記第３リセスＲｃ１において、各発光素子４５１、４５２、４５３と重なる領域の長さは、前記各発光素子４５１、４５２、４５３と重ならない領域の長さより小さい。前記リセスＲａ、Ｒｃ、Ｒｃ１には、実施例に係る第１樹脂が配置され、前記第１樹脂は、本体４１５と各発光素子４５１、４５２、４５３の下面を接着させることができる。
上記のように、第３リセスＲｃ１を相対的に長い長さで配置することで、第１樹脂のディスペンシング工程を減らすことができ、第３リセスＲｃ１の上に配置された第１樹脂が２つの発光素子を支持することができ、第１樹脂の支持力が改善される。本発明は、相対的に長さが長いリセスを有する本体は、上記に開示された実施例に選択的に適用することができる。また、前記リセスの幅は、上記に開示された実施例の構成を適用することができる。
図２９は図５の発光素子パッケージが回路基板に配置された光源装置または光源モジュールの例である。一例として、第１実施例の発光素子パッケージを有する光源装置の例で説明することにし、上記に開示された説明及び図面を参照して後述することにする。
図６及び図２９を参照すると、実施例に係る光源モジュールは、回路基板５０１の上に、１つまたは複数の発光素子パッケージ１００が配置される。
前記回路基板５０１は、パッド５２１、５２３、５２４、５２５を有する基板部材を含むことができる。前記回路基板５０１に前記発光素子１５１、１５２、１５３の駆動を制御する電源供給回路が提供される。発光素子パッケージ１００の各フレーム１２０、１３０、１３５、１４０は、回路基板５０１の各パッド５２１、５２３、５２４、５２５とボンディング層５３１に連結される。これによって、発光素子パッケージ１００の発光素子１５１、１５２、１５３は、回路基板５０１の各パッド５２１、５２３、５２４、５２５から電源が供給される。前記回路基板２０１の各パッド５２１、５２３、５２４、５２５は、例えばTi、Cu、Ni、Au、Cr、Ta、Pt、Sn、Ag、P、Fe、Sn、Zn、Alを含む群から選択された少なくとも１つの物質またはその合金を含むことができる。
前記回路基板５０１の各パッド５２１、５２３、５２４、５２５は、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０及び前記各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６と重なるように配置される。前記各パッド５２１、５２３、５２４、５２５と前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の間は、ボンディング層５３１が提供される。前記ボンディング層５３１は、前記フレーム１２０、１３０、１３５、１４０及び/または各貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６の導電層３２１に連結される。
実施例に係る発光素子パッケージによれば、発光素子１５１、１５２、１５３のボンディング部５１、５２は、フレーム１２０、１３０、１３５、１４０の貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に配置された導電層３２１を介して駆動電源が供給される。そして、貫通ホールＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６に配置された導電層３２１の溶融点が、一般的なボンディング物質の溶融点より高い値を有するように選択される。実施例に係る発光素子パッケージは、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。実施例に係る発光素子パッケージによれば、発光素子パッケージを製造する工程で、パッケージ本体１１０及び本体１１５が高温に露出する必要がなくなる。よって、実施例によれば、パッケージ本体１１０及び本体１１５が高温に露出して損傷したり変色が発生することを防止することができる。
実施例に係る発光素子パッケージ１００は、サブマウントまたは回路基板等に実装されて供給されてもよい。ところで、従来、発光素子パッケージがサブマウントまたは回路基板等に実装される際に、リフロー(reflow)等の高温工程が適用される。このとき、リフロー工程で、発光素子パッケージに提供されたフレームと発光素子の間のボンディング領域で再溶解(re‐melting)現象が発生して電気的連結及び物理的結合の安定性が弱まることがあり、これによって前記発光素子の位置が変わり、前記発光素子パッケージの光学的、電気的特性及び信頼性が低下することがある。しかし、実施例に係る発光素子パッケージによれば、実施例に係る発光素子の第１ボンディング部は、貫通ホールに配置された導電層を介して駆動電源が供給される。そして、貫通ホールに配置された導電層の溶融点が、一般的なボンディング物質の溶融点より高い値を有するように選択される。よって、実施例に係る発光素子パッケージ１００は、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。
図３０は本発明の実施例に係る発光素子を示した平面図であり、図３１は図３０に図示された発光素子のＦ‐Ｆ線断面図である。
一方、理解し易いように、図３０の図示において、第１ボンディング部１１７１と第２ボンディング部１１７２の下に配置されるが、前記第１ボンディング部１１７１に電気的に連結された第１サブ電極１１４１と前記第２ボンディング部１１７２に電気的に連結された第２サブ電極１１４２が見えられるように図示された。
実施例に係る発光素子１０００は、図３１のように、基板１１０５の上に配置された発光構造物１１１０を含むことができる。前記基板１１０５は、サファイア基板(Al２O３)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Geを含む群から選択することができる。例えば、前記基板１１０５は、上部面に凹凸パターンが形成されたPSS(Patterned Sapphire Substrate)として提供される。
前記発光構造物１１１０は、第１導電型半導体層１１１１、活性層１１１２、第２導電型半導体層１１１３を含むことができる。前記活性層１１１２は、前記第１導電型半導体層１１１１と前記第２導電型半導体層１１１３の間に配置される。例えば、前記第１導電型半導体層１１１１の上に前記活性層１１１２が配置され、前記活性層１１１２の上に前記第２導電型半導体層１１１３が配置される。
実施例に係る発光素子１０００は、透光性電極層１１３０を含むことができる。前記透光性電極層１１３０は、電流拡散を向上させて光出力を増加させることができる。例えば、前記透光性電極層１１３０は、金属、金属酸化物、金属窒化物を含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。前記透光性電極層１１３０は、透光性の物質を含むことができる。前記透光性電極層１１３０は、例えばITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZON(IZO nitride)、IZTO (indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、Rh、Pdを含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
実施例に係る発光素子１０００は、反射層１１６０を含むことができる。前記反射層１１６０は、第１反射層１１６１、第２反射層１１６２、第３反射層１１６３を含むことができる。前記反射層１１６０は、前記透光性電極層１１３０の上に配置される。前記第２反射層１１６２は、前記透光性電極層１１３０を露出させる第１開口部ｈ１を含むことができる。前記第２反射層１１６２は、前記透光性電極層１１３０の上に配置された複数の第１開口部ｈ１を含むことができる。前記第１反射層１１６１は、前記第１導電型半導体層１１１１の上部面を露出させる複数の第２開口部ｈ２を含むことができる。
前記第３反射層１１６３は、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２の間に配置される。例えば、前記第３反射層１１６３は、前記第１反射層１１６１と連結される。また、前記第３反射層１１６３は、前記第２反射層１１６２と連結される。前記第３反射層１１６３は、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２に物理的に直接接触して配置される。
実施例に係る前記反射層１１６０は、前記透光性電極層１１３０に提供された複数のコンタクトホールを介して前記第２導電型半導体層１１１３に接触することができる。前記反射層１１６０は、前記透光性電極層１１３０に提供された複数のコンタクトホールを介して前記第２導電型半導体層１１１３の上部面に物理的に接触する。
前記反射層１１６０は、絶縁性反射層として提供される。例えば、前記反射層１１６０は、DBR(Distributed Bragg Reflector)層として提供される。また、前記反射層１１６０は、ODR(Omni Directional Reflector)層として提供される。また、前記反射層１１６０は、DBR層とODR層が積層されて提供されてもよい。
実施例に係る発光素子１０００は、第１サブ電極１１４１と第２サブ電極１１４２を含むことができる。前記第１サブ電極１１４１は、前記第２開口部ｈ２の内部で、前記第１導電型半導体層１１１１と電気的に連結される。前記第１サブ電極１１４１は、前記第１導電型半導体層１１１１の上に配置される。例えば、実施例に係る発光素子１０００によれば、前記第１サブ電極１１４１は、前記第２導電型半導体層１１１３、前記活性層１１１２を貫通して第１導電型半導体層１１１１の一部領域まで配置されるリセス内で、前記第１導電型半導体層１１１１の上面に配置される。
前記第１サブ電極１１４１は、前記第１反射層１１６１に提供された第２開口部ｈ２を介して前記第１導電型半導体層１１１１の上面に電気的に連結される。前記第２開口部ｈ２と前記リセスは垂直に重なり、例えば前記第１サブ電極１１４１は、複数のリセス領域で前記第１導電型半導体層１１１１の上面に直接接触することができる。
前記第２サブ電極１１４２は、前記第２導電型半導体層１１１３に電気的に連結される。前記第２サブ電極１１４２は、前記第２導電型半導体層１１１３の上に配置される。実施例によれば、前記第２サブ電極１１４２と前記第２導電型半導体層１１１３の間に前記透光性電極層１１３０が配置される。
前記第２サブ電極１１４２は、前記第２反射層１１６２に提供された第１開口部ｈ１を介して前記第２導電型半導体層１１１３と電気的に連結される。例えば、前記第２サブ電極１１４２は、複数のＰ領域で前記透光性電極層１１３０を介して前記第２導電型半導体層１１１３に電気的に連結される。
前記第２サブ電極１１４２は、複数のＰ領域で前記第２反射層１１６２に提供された複数の第１開口部ｈ１を介して前記透光性電極層１１３０の上面に直接接触することができる。実施例によれば、前記第１サブ電極１１４１と前記第２サブ電極１１４２は、相互極性を有することができ、相互離隔して配置される。
前記第１サブ電極１１４１と前記第２サブ電極１１４２は単層または多層構造で形成される。例えば、前記第１サブ電極１１４１と前記第２サブ電極１１４２は、オーミック電極からなることができる。例えば、前記第１サブ電極１１４１と前記第２サブ電極１１４２は、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、及びNi/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfの少なくとも１つまたはこれらのうち２つ以上の物質の合金からなることができる。図３１で、領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、各サブ電極の領域別の重なる領域を区分するために示したものである。
実施例に係る発光素子１０００は、保護層１１５０を含むことができる。前記保護層１１５０は、前記第２サブ電極１１４２を露出させる複数の第３開口部ｈ３を含むことができる。前記複数の第３開口部ｈ３は、前記第２サブ電極１１４２に提供された複数のＰＢ領域に対応して配置される。また、前記保護層１１５０は、前記第１サブ電極１１４１を露出させる複数の第４開口部ｈ４を含むことができる。前記複数の第４開口部ｈ４は、前記第１サブ電極１１４１に提供された複数のＮＢ領域に対応して配置される。前記保護層１１５０は、前記反射層１１６０の上に配置される。前記保護層１１５０は、前記第１反射層１１６１、前記第２反射層１１６２、前記第３反射層１１６３の上に配置される。例えば、前記保護層１１５０は、絶縁物質からなることができる。例えば、前記保護層１１５０は、SixOy、SiOxNy、SixNy、AlxOyを含む群から選択された少なくとも１つの物質から形成される。
実施例に係る発光素子１０００は、前記保護層１１５０の上に配置された第１ボンディング部１１７１と第２ボンディング部１１７２を含むことができる。前記第１ボンディング部１１７１は、前記第１反射層１１６１の上に配置される。また、前記第２ボンディング部１１７２は、前記第２反射層１１６２の上に配置される。前記第２ボンディング部１１７２は、前記第１ボンディング部１１７１と離隔して配置される。前記第１ボンディング部１１７１は、複数のＮＢ領域で前記保護層１１５０に提供された複数の前記第４開口部ｈ４を介して前記第１サブ電極１１４１の上部面に接触することができる。前記複数のＮＢ領域は、前記第２開口部ｈ２と垂直にずれるように配置される。前記複数のＮＢ領域と前記第２開口部ｈ２が相互垂直にずれる場合、前記第１ボンディング部１１７１に注入される電流が前記第１サブ電極１１４１の水平方向に均一に拡散し、これによって前記複数のＮＢ領域で電流が均一に注入される。
また、前記第２ボンディング部１１７２は、複数のＰＢ領域で前記保護層１１５０に提供された複数の前記第３開口部ｈ３を介して前記第２サブ電極１１４２の上部面に接触することができる。前記複数のＰＢ領域と前記複数の第１開口部ｈ１が垂直に重ならないようにする場合、前記第２ボンディング部１１７２に注入される電流が前記第２サブ電極１１４２の水平方向に均一に拡散し、これによって前記複数のＰＢ領域で電流が均一に注入される。複数の領域を介して電源が供給されるので、接触面積の増加及び接触領域の分散により電流分散効果が発生し、動作電圧が減少する長所がある。
これによって、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２は、前記発光構造物１１１０の活性層１１１２から発光される光を反射させ、第１サブ電極１１４１と第２サブ電極１１４２で光吸収が発生することを最小化し、光度(Ｐｏ)を向上させることができる。前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２は、屈折率が異なる物質が相互繰り返し配置されたＤＢＲ構造をなすことができる。例えば、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２は、TiO２、SiO２、Ta２O５、HfO２の少なくとも１つ以上を含む単層または積層構造に配置される。また、別の実施例によれば、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２は、ODR層として提供されてもよい。また別の実施例によれば、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２は、DBR層とODR層が積層された一種のハイブリッド(hybrid)形態で提供されてもよい。
実施例に係る発光素子がフリップチップボンディング方式で実装されて発光素子パッケージとして具現される場合、前記発光構造物１１１０から提供される光は、前記基板１１０５を介して放出される。前記発光構造物１１１０から放出される光は、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２で反射されて前記基板１１０５方向に放出される。
また、前記発光構造物１１１０から放出される光は、前記発光構造物１１１０の側面方向にも放出される。また、前記発光構造物１１１０から放出される光は、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２が配置された面のうち、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２が提供されなていない領域を介して外部に放出される。
これによって、実施例に係る発光素子１０００は、前記発光構造物１１１０を囲んだ６面方向に光を放出することができ、光度を著しく向上させることができる。
一方、実施例に係る発光素子によれば、発光素子１０００の上部方向から見たとき、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和は、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２が配置された前記発光素子１０００の上部面の全体面積の６０％と同一またはより小さく提供される。
例えば、前記発光素子１０００の上部面の全体面積は、前記発光構造物１１１０の第１導電型半導体層１１１１の下部面の横長及び縦長によって定義される面積に対応する。また、前記発光素子１０００の上部面の全体面積は、前記基板１１０５の上部面または下部面の面積に対応する。
このように、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和が、前記発光素子１０００の全体面積の６０％と同一またはより小さく提供されるようにすることで、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２が配置された面に放出される光の量が増加する。これによって、実施例によれば、前記発光素子１０００の６面方向に放出される光の量が多くなるので、光抽出効率が向上し光度(Ｐｏ)が増加する。
また、前記発光素子１０００の上部方向から見たとき、前記第１ボンディング部１１７１の面積と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和は、前記発光素子１０００の全体面積の３０％と同一またはより大きく提供される。
このように、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和が前記発光素子１０００の全体面積の３０％と同一またはより大きく提供されるようにすることで、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２を通じて安定した実装が可能となり、前記発光素子１０００の電気的特性を確保することができる。
実施例に係る発光素子１０００は、光抽出効率及びボンディングの安定性確保を考慮して、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和が前記発光素子１０００の全体面積の３０％以上６０％以下となるように選択される。
即ち、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和が前記発光素子１０００の全体面積の３０％〜１００％以下である場合、前記発光素子１０００の電気的特性を確保し、発光素子パッケージに実装されるボンディング力を確保して、安定した実装が可能となる。
また、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和が前記発光素子１０００の全体面積の０％以上６０％以下である場合、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２が配置された面に放出される光量が増加して、前記発光素子１０００の光抽出効率が向上し、光度(Ｐｏ)が増加する。
実施例では、前記発光素子１０００の電気的特性と発光素子パッケージに実装されるボンディング力を確保し、光度を増加させるために、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の面積の和が前記発光素子１０００の全体面積の３０％以上〜６０％以下となるように選択した。
また、実施例に係る発光素子１０００によれば、前記第３反射層１１６３が前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の間に配置される。例えば、前記第３反射層１１６３の前記発光素子１０００の長軸方向にそった長さは、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の間の間隔に対応して配置される。また、前記第３反射層１１６３の面積は、例えば前記発光素子１０００の上部面全体の１０％以上２５％以下となるように提供される。
前記第３反射層１１６３の面積が前記発光素子１０００の上部面全体の１０％以上であるとき、前記発光素子の下部に配置されるパッケージ本体が変色したり亀裂が発生することを防止でき、２５％以下の場合、前記発光素子の６面から発光するようにする光抽出効率を確保するのに有利である。
また、別の実施例では、これに限定されるものではなく、前記光抽出効率をより大きく確保するために、前記第３反射層１１６３の面積を前記発光素子１０００の上部面全体の０％以上１０％未満となるように配置することができ、前記パッケージ本体に変色または亀裂の発生を防止する効果をより大きく確保するために、前記第３反射層１１６３の面積を前記発光素子１０００の上部面全体の２５％以上１００％未満となるように配置することができる。
また、前記発光素子１０００の長軸方向に配置された側面と隣接する前記第１ボンディング部１１７１または前記第２ボンディング部１１７２の間に提供された第２領域に前記発光構造物１１１０から生成された光が透過して放出される。
また、前記発光素子１０００の短軸方向に配置された側面と隣接する前記第１ボンディング部１１７１または前記第２ボンディング部１１７２の間に提供された第３領域に前記発光構造物から生成された光が透過して放出される。
実施例によれば、前記第１反射層１１６１の大きさは、前記第１ボンディング部１１７１の大きさより数μm大きく提供される。例えば、前記第１反射層１１６１の面積は、前記第１ボンディング部１１７１の面積を完全に覆うことができる大きさで提供される。工程の誤差を考慮して、前記第１反射層１１６１の一辺の長さは、前記第１ボンディング部１１７１の一辺の長さより、例えば４μm〜１０μm程大きく提供される。
また、前記第２反射層１１６２の大きさは、前記第２ボンディング部１１７２の大きさより数μm大きく提供される。例えば、前記第２反射層１１６２の面積は、前記第２ボンディング部１１７２の面積を完全に覆うことができる大きさで提供される。工程の誤差を考慮して、前記第２反射層１１６２の一辺の長さは、前記第２ボンディング部１１７２の一辺の長さより、例えば４μm〜１０μm程大きく提供される。
実施例によれば、前記第１反射層１１６１と前記第２反射層１１６２によって、前記発光構造物１１１０から放出される光が前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２に入射することなく反射される。これによって、実施例によれば、前記発光構造物１１１０から生成されて放出される光が、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２に入射して失われることを最小化することができる。
また、実施例に係る発光素子１０００によれば、前記第３反射層１１６３が前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の間に配置されるので、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２の間に放出される光の量を調節することができる。
上述されたように、実施例に係る発光素子１０００は、例えばフリップチップボンディング方式で実装されて発光素子パッケージ形態で提供される。このとき、発光素子１０００が実装されるパッケージ本体が樹脂等から提供される場合、前記発光素子１０００の下部領域で、前記発光素子１０００から放出される短波長の強い光によってパッケージ本体が変色したり亀裂が発生することがある。
しかし、実施例に係る発光素子１０００によれば、前記第１ボンディング部１１７１と前記第２ボンディング部１１７２が配置された領域の間から放出される光の量を調節できるので、前記発光素子１０００の下部領域に配置されたパッケージ本体が変色したり亀裂が発生することを防止することができる。
実施例によれば、前記第１ボンディング部１１７１、前記第２ボンディング部１１７２、前記第３反射層１１６３が配置された前記発光素子１０００の上部面の２０％以上面積から前記発光構造物１１１０から生成された光が透過して放出される。
これによって、実施例によれば、前記発光素子１０００の６面方向に放出される光の量が多くなるので、光抽出効率が向上し光度(Ｐｏ)が増加する。また、前記発光素子１０００の下部面に近接するように配置されたパッケージ本体が変色したり亀裂が発生することを防止することができる。
また、実施例に係る発光素子１０００によれば、前記透光性電極層１１３０に、複数のコンタクトホールＣ１、Ｃ２、Ｃ３が提供される。前記透光性電極層１１３０に提供された複数のコンタクトホールＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介して、前記第２導電型半導体層１１１３と前記反射層１１６０が接着される。前記反射層１１６０が前記第２導電型半導体層１１１３に直接接触できるようになることで、前記反射層１１６０が前記透光性電極層１１３０に接触する場合に比べて接着力が向上される。
前記反射層１１６０が前記透光性電極層１１３０にのみ直接接触する場合、前記反射層１１６０と前記透光性電極層１１３０の間の結合力または接着力が弱まることもある。例えば、絶縁層と金属層が結合される場合、物質間の結合力または接着力が弱まることもある。
例えば、前記反射層１１６０と前記透光性電極層１１３０の間の結合力または接着力が弱い場合、両層間に剥離が発生することがある。このように前記反射層１１６０と前記透光性電極層１１３０の間に剥離が発生すると、発光素子１０００の特性が劣化し、また、発光素子１０００の信頼性を確保できなくなる。
しかし、実施例によれば、前記反射層１１６０が前記第２導電型半導体層１１１３に直接接触できるので、前記反射層１１６０、前記透光性電極層１１３０、前記第２導電型半導体層１１１３の間の結合力及び接着力が安定的に提供される。
よって、実施例によれば、前記反射層１１６０と前記第２導電型半導体層１１１３の間の結合力が安定的に提供されるので、前記反射層１１６０が前記透光性電極層１１３０から剥離することを防止することができる。また、前記反射層１１６０と前記第２導電型半導体層１１１３の間の結合力が安定的に提供されるので、発光素子１０００の信頼性を向上させることができる。
一方、上述されたように、前記透光性電極層１１３０に、複数のコンタクトホールＣ１、Ｃ２、Ｃ３が提供される。前記活性層１１１２から発光された光は、前記透光性電極層１１３０に提供された複数のコンタクトホールＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介して前記反射層１１６０に入射して反射される。これによって、前記活性層１１１２から生成された光が前記透光性電極層１１３０に入射して失われることを減らすことができ、光抽出効率が向上される。これによって、実施例に係る発光素子１０００によれば光度が向上される。
図３２及び図３３を参照して本発明の実施例に係る発光素子パッケージに適用されたフリップチップ発光素子の別の例を説明することにする。図３２は本発明の実施例に係る発光素子パッケージに適用された発光素子の電極配置を説明する平面図であり、図３３は図３２に図示された発光素子のＨ‐Ｈ線断面図である。
図３２及び図３３の図示において、第１電極６２７と第２電極６２８の相対的な配置関係のみを概念的に図示した。前記第１電極６２７は、第１ボンディング部６２１と第１分岐電極６２５を含むことができる。前記第２電極６２８は、第２ボンディング部６２２と第２分岐電極６２６を含むことができる。
発光素子は、図３３に示されたように、基板６２４の上に配置された発光構造物６２３を含むことができる。
前記基板６２４は、サファイア基板(Al２O３)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Geを含む群から択することができる。例えば、前記基板６２４は、上部面に凹凸パターンが形成されたPSS(Patterned Sapphire Substrate)として提供される。
前記発光構造物６２３は、第１導電型半導体層６２３ａ、活性層６２３ｂ、第２導電型半導体層６２３ｃを含むことができる。前記活性層６２３ｂは、前記第１導電型半導体層６２３ａと前記第２導電型半導体層６２３ｃの間に配置される。例えば、前記第１導電型半導体層６２３ａの上に前記活性層６２３ｂが配置され、前記活性層６２３ｂの上に前記第２導電型半導体層６２３ｃが配置される。
実施例によれば、前記第１導電型半導体層６２３ａはｎ型半導体層として提供され、前記第２導電型半導体層６２３ｃはｐ型半導体層として提供される。勿論、別の実施例によれば、前記第１導電型半導体層６２３ａがｐ型半導体層として提供され、前記第２導電型半導体層６２３ｃがｎ型半導体層として提供されてもよい。
発光素子は、第１電極６２７と第２電極６２８を含むことができる。前記第１電極６２７は、第１ボンディング部６２１と第１分岐電極６２５を含むことができる。前記第１電極６２７は、前記第２導電型半導体層６２３ｃに電気的に連結される。前記第１分岐電極６２５は、前記第１ボンディング部６２１から分岐されて配置される。前記第１分岐電極６２５は、前記第１ボンディング部６２１から分岐された複数の分岐電極を含むことができる。前記第２電極６２８は第２ボンディング部６２２と第２分岐電極６２６を含むことができる。前記第２電極６２８は、前記第１導電型半導体層６２３ａに電気的に連結される。前記第２分岐電極６２６は、前記第２ボンディング部６２２から分岐されて配置される。前記第２分岐電極６２６は、前記第２ボンディング部６２２から分岐された複数の分岐電極を含むことができる。
前記第１分岐電極６２５と前記第２分岐電極６２６は、フィンガー(finger)形状で交互に配置される。前記第１分岐電極６２５と前記第２分岐電極６２６によって、前記第１ボンディング部６２１と前記第２ボンディング部６２２を介して供給される電源が前記発光構造物６２３全体に拡散される。
前記第１電極６２７と前記第２電極６２８は、単層または多層構造で形成される。例えば、前記第１電極６２７と前記第２電極６２８は、オーミック電極からなることができる。例えば、前記第１電極６２７と前記第２電極６２８は、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、及びNi/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfの少なくとも１つまたはこれらのうち２つ以上の物質の合金からなることができる。
一方、前記発光構造物６２３に保護層がさらに提供されてもよい。前記保護層は、前記発光構造物６２３の上面に提供される。また、前記保護層は、前記発光構造物６２３の側面に提供されてもよい。前記保護層は、前記第１ボンディング部６２１と前記第２ボンディング部６２２が露出するように提供される。また、前記保護層は、前記基板６２４の周り及び下面にも選択的に提供される。
たとえば、前記保護層は、絶縁物質からなることができる。例えば、前記保護層は、SixOy、SiOxNy、SixNy、AlxOyを含む群から選択された少なくとも１つの物質から形成される。
実施例に係る発光素子は、前記活性層６２３ｂから生成された光が発光素子の６面方向に発光することができる。前記活性層６２３ｂから生成された光が発光素子の上面、下面、４つの側面を介して６面方向に放出される。
参考で、図８及び図９を参照して説明された発光素子の上下の配置方向と図３２及び図３３に図示された発光素子の上下の配置方向は、相互反対に図示されている。実施例によれば、前記第１及び第２ボンディング部６２１、６２２の面積の和は、前記基板６２４の上面面積を基準に１０％以下となるように提供される。実施例に係る発光素子パッケージによれば、発光素子から放出される発光面積を確保して光抽出効率を向上させるために、前記第１及び第２ボンディング部６２１、６２２の面積の和は、前記基板６２４の上面面積を基準に１０％以下となるように設定される。
また、実施例によれば、前記第１及び第２ボンディング部６２１、６２２の面積の和は、前記基板６２４の上面面積を基準に０.７％以上となるように提供される。実施例に係る発光素子パッケージによれば、実装される発光素子に安定したボンディング力を提供するために、前記第１及び第２ボンディング部６２１、６２２の面積の和は、前記基板６２４の上面面積を基準に０.７％以上と設定される。
例えば、前記第１ボンディング部６２１の前記発光素子の長軸方向の幅は数十μmに提供される。前記第１ボンディング部６２１の幅は、例えば７０μm〜９０μmに提供される。また、前記第１ボンディング部６２１の面積は数千μm２に提供される。
また、前記第２ボンディング部６２２の前記発光素子の長軸方向の幅は数十μmに提供される。前記第２ボンディング部６２２の幅は、例えば７０μm〜９０μmに提供される。また、前記第２ボンディング部６２２の面積は数千μm２に提供される。このように、前記第１及び第２ボンディング部６２１、６２２の面積が小さく提供されることで、、前記発光素子の下面に透過する光の量が増大する。
前記図２９〜図３１の発光素子と、図３２及び図３３の発光素子は、１つの発光セルを有する構造として説明された。これは発光セルが前記発光構造物を含む場合、発光素子の駆動電圧は１つの発光セルにかかる電圧である。
図３４〜図４８は実施例に係る発光素子の例として、２つの発光セルを有する発光素子が開示され、図４９は実施例に係る発光素子の例として、３つの発光セルを有する発光素子が開示される。以下の説明を参照することにする。
次に、図３４及び図３５を参照して本発明の実施例に係る発光素子パッケージに適用された発光素子のさらに別の例を説明することにする。図３４は本発明の実施例に係る発光素子を示した平面図であり、図３５は図３４に図示された発光素子のＧ‐Ｇ線断面図である。
図３４及び図３５を参照して実施例に係る発光素子を説明することにおいて、上記に開示された説明内容と重なる事項に対しては、説明を省略することにする。
図３４の図示において、第１ボンディング部２１７１と第２ボンディング部２１７２の下に配置されるが、前記第１ボンディング部２１７１に電気的に連結された第１電極２１４１と前記第２ボンディング部２１７２に電気的に連結された第２電極２１４２が見えられるように図示された。
発光素子２１００は、図３４及び図３５に示されたように、基板２１０５の上に配置された第１発光構造物２１１０と第２発光構造物２１２０を含むことができる。
前記基板２１０５は、サファイア基板(Al２O３)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Geを含む群から択することができる。例えば、前記基板２１０５は、上部面に凹凸パターンが形成されたPSS(Patterned Sapphire Substrate)として提供される。
前記第１発光構造物２１１０は、第１導電型の第１半導体層２１１１、第１活性層２１１２、第２導電型の第２半導体層２１１３を含むことができる。前記第１活性層２１１２は、前記第１半導体層２１１１と前記第２半導体層２１１３の間に配置される。例えば、前記第１半導体層２１１１の上に前記第１活性層２１１２が配置され、前記第１活性層２１１２の上に前記第２半導体層２１１３が配置される。
また、前記第２発光構造物２１２０は、第１導電型の第３半導体層２１２１、第２活性層２１２２、第２導電型の第４半導体層２１２３を含むことができる。前記第２活性層２１２２は、前記第３半導体層２１２１と前記第４半導体層２１２３の間に配置される。例えば、前記第３半導体層２１２１の上に前記第２活性層２１２２が配置され、前記第２活性層２１２２の上に前記第４半導体層２１２３が配置される。
実施例によれば、前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１はｎ型半導体層として提供され、前記第２半導体層２１１３と前記第４半導体層２１２３はｐ型半導体層として提供される。勿論、別の実施例によれば、前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１がｐ型半導体層として提供され、前記第２半導体層２１１３と前記第４半導体層２１２３がｎ型半導体層として提供されてもよい。
以下では説明の便宜上、前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１がｎ型半導体層として提供され、前記第２半導体層２１１３と前記第４半導体層２１２３がｐ型半導体層として提供された場合を基準に説明することにする。
また、以上の説明では、前記基板２１０５の上に前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１が接触して配置された場合を基準に説明された。しかし、前記第１半導体層２１１１と前記基板２１０５の間及び/または前記第３半導体層２１２１と前記基板２１０５の間にバッファ層がさらに配置されてもよい。例えば、バッファ層は、前記基板２１０５と前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０の間の格子定数の差を減らして結晶性を向上させる機能を提供することができる。
前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０は、化合物半導体からなることができる。前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０は、例えばＩＩ族‐ＶＩ族またはＩＩＩ族‐Ｖ族化合物半導体からなることができる。例えば、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０は、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、リン(P)、ヒ素(As)、窒素(N)から選択された少なくとも２以上の元素を含んで提供される。
前記第１及び第３半導体層２１１１、２１２１は、例えばＩＩ族‐ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族‐Ｖ族化合物半導体からなることができる。例えば、前記第１及び第３半導体層２１１１、２１２１は、InxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料または(AlxGa１-x)yIn１-yP(０≦x≦１、０≦y≦１)の組成式を有する半導体材料からなることができる。例えば前記第１及び第３半導体層２１１１、２１２１は、GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP、AlInP、GaInP等を含む群から選択することができ、Si、Ge、Sn、Se、Te等を含む群から選択されたｎ型ドーパントがドーピングされてもよい。
前記第１及び第２活性層２１１２、２１２２は、例えばＩＩ族‐ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族‐Ｖ族化合物半導体からなることができる。例えば、前記第１及び第２活性層２１１２、２１２２は、InxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料または(AlxGa１-x)yIn１-yP(０≦x≦１、０≦y≦１)の組成式を有する半導体材料からなることができる。例えば、前記第１及び第２活性層２１１２、２１２２は、GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP、AlInP、GaInP等を含む群から択することができる。例えば、前記第１及び第２活性層２１１２、２１２２は多重井戸構造で提供され、複数の障壁層と複数の井戸層を含むことができる。
前記第２及び第４半導体層２１１３、２１２３は、例えばＩＩ族‐ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族‐Ｖ族化合物半導体からなることができる。例えば、前記第２及び第４半導体層２１１３、２１２３は、InxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料または(AlxGa１-x)yIn１-yP(０≦x≦１、０≦y≦１)の組成式を有する半導体材料からなることができる。例えば前記第２及び第４半導体層２１１３、２１２３は、GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP、AlInP、GaInP等を含む群から選択することができ、Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等を含む群から選択されたｐ型ドーパントがドーピングされてもよい。
実施例に係る発光素子２１００は、図３５に示されたように、透光性電極層２２３０を含むことができる。前記透光性電極層２２３０は、前記第２及び第４半導体層２１１３、２１２３と前記透光性電極層２２３０の間の電流注入効率を向上させることができ、これによって発光素子２１００の光出力を増加させることができる。また、前記透光性電極層２２３０は、前記活性層２１２２から放出される光を透過させることができる。これに対する効果は後述するようにし、前記透光性電極層２２３０の配置位置及び形状に対しては、実施例に係る発光素子の製造方法の説明でより詳しく説明することにする。
例えば、前記透光性電極層２２３０は、金属、金属酸化物、金属窒化物を含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
前記透光性電極層２２３０は、例えばITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZON(IZO nitride)、IZTO (indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、Rh、Pdを含む群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
実施例に係る発光素子２１００は、図３４及び図３５に示されたように、反射層２１６０を含むことができる。前記反射層２１６０は、第１反射層２１６１、第２反射層２１６２、第３反射層２１６３を含むことができる。前記反射層２１６０は、前記透光性電極層２２３０の上に配置される。
前記反射層２１６０が前記透光性電極層２２３０の上に配置されることで、前記活性層２１２３から放出される光が前記反射層２１６０で反射される。これによって、前記活性層２１２３から放出される光が、後述される第１電極２１４１、第２電極２１４２、連結電極２１４３に吸収されて失われることが防止され、前記発光素子２１００の光抽出効率が改善される。
即ち、本実施例では、電気的特性を確保するために、前記透光性電極層２２３０と前記反射層２１６０を具備した。ただし、これに限定されるものではなく、別の実施例によれば、前記透光性電極層２２３０を配置せず前記反射層２１６０のみを具備し、電気的、光学的特性を両方とも確保するように構成する実施例を含むこともできる。
前記第１反射層２１６１は、前記第１発光構造物２１１０の上に配置される。前記第２反射層２１６２は、前記第２発光構造物２１２０の上に配置される。前記第３反射層２１６３は、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２の間に配置される。前記第３反射層２１６３は、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０の上に配置される。
例えば、前記第３反射層２１６３は、前記第１反射層２１６１と連結される。また、前記第３反射層２１６３は、前記第２反射層２１６２と連結される。前記第３反射層２１６３は、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２に物理的に直接接触して配置される。前記第１〜第３反射層２１６１、２１６２、２１６３は、相互連結された１つの反射層として形成されてもよい。
前記第１反射層２１６１は複数の開口部を含むことができる。前記第１反射層２１６１は、前記基板２１０５の上面に垂直する方向である第１方向に貫通して提供された複数の第１開口部ｈ１を含むことができる。また、前記第１反射層２１６１は、前記第１方向に貫通して提供された複数の第２開口部ｈ２を含むことができる。
前記第２反射層２１６２は複数の開口部を含むことができる。前記第２反射層２１６２は、前記基板２１０５の上面に垂直する第１方向に貫通して提供された複数の第３開口部ｈ３を含むことができる。また、前記第２反射層２１６２は、前記第１方向に貫通して提供された複数の第４開口部ｈ４を含むことができる。
前記第３反射層２１６３は複数の開口部を含むことができる。前記第３反射層２１６３は、前記基板２１０５の上面に垂直する第１方向に貫通して提供された複数の第５ａ及び第５ｂ開口部ｈ５ａ、ｈ５ｂを含むことができる。
また、前記第３反射層２１６３は、前記第１方向に貫通して提供された複数の第６ａ及び第６ｂ開口部ｈ６ａ、ｈ６ｂを含むことができる。また、前記第３反射層２１６３は、前記第１方向に貫通して提供されたライン開口部Ｔａを含むことができる。
前記ライン開口部Ｔａは、前記第１方向に垂直する第２方向に延長されて配置される。前記ライン開口部Ｔａは、第１発光構造物２１１０と第２発光構造物２１２０の間に配置され、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０を電気的に直列連結されるように、第１発光構造物２１１０の第１電極と第２発光構造物２１２０の第２電極が連結されるように配置される。
このとき、前記第１電極の面積が前記第２電極の面積より広いものが直列連結される構造では、電流拡散及び電流注入特性の側面で有利である。よって、前記ライン開口部Ｔａは、第１発光構造物２１１０の第１電極と連結されて第２発光構造物２１２０に隣接した位置に配置され、前記ライン開口部Ｔａと対向する第５ｂ開口部ｈ５ｂの面積より広く配置される。
例えば、前記第３反射層２１６３は、図３５に示されたように、ライン開口部Ｔａと第５ｂ開口部ｈ５ｂを含むことができる。前記ライン開口部Ｔａは、前記第１半導体層２１１１の上面を露出させることができる。前記第５ｂ開口部ｈ５ｂは、前記第４半導体層２１２３の上に配置された前記透光性電極層２２３０の上面を露出させることができる。
実施例によれば、前記第５ｂ開口部ｈ５ｂの下に電流拡散層２２２０がさらに配置される。前記電流拡散層２２２０は、前記第４半導体層２１２３と前記透光性電極層２２３０の間に配置される。
実施例に係る前記反射層２１６０、前記透光性電極層２２３０、前記電流拡散層２２２０の配置位置及び形状に対しては、実施例に係る発光素子の製造方法の説明でより詳しく説明することにする。
前記反射層２１６０は、絶縁性反射層として提供される。例えば、前記反射層２１６０は、DBR(Distributed Bragg Reflector)層として提供される。また、前記反射層２１６０は、ODR(Omni Directional Reflector)層として提供される。また、前記反射層２１６０は、DBR層とODR層が積層されて提供されてもよい。
実施例に係る発光素子２１００は、図３４及び図３５に示されたように、第１電極２１４１、第２電極２１４２、連結電極２１４３を含むことができる。
実施例によれば、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２は相互離隔して配置される。前記連結電極２１４３は、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２の間に配置される。
前記第１電極２１４１は、前記第１反射層２１６１の上に配置される。前記第１電極２１４１の一部領域は、前記第３反射層２１６３の上に配置される。
前記第１電極２１４１は、前記第２半導体層２１１３に電気的に連結される。前記第１電極２１４１は、前記複数の第１開口部ｈ１を介して前記第２半導体層２１１３に電気的に連結される。前記第１電極２１４１は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で前記複数の第１開口部ｈ１の下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触して配置される。前記第１電極２１４１は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で前記複数の第１開口部ｈ１によって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触して配置される。
前記第２電極２１４２は、前記第２反射層２１６２の上に配置される。前記第２電極２１４２の一部領域は、前記第３反射層２１６３の上に配置される。
前記第２電極２１４２は、前記第３半導体層２１２１に電気的に連結される。前記第２電極２１４２は、前記複数の第４開口部ｈ４を介して前記第３半導体層２１２１に電気的に連結される。前記第２電極２１４２は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で前記複数の第４開口部ｈ４の下に配置された前記第３半導体層２１２１に直接接触して配置される。前記第２電極２１４２は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で前記複数の第４開口部ｈ４によって露出した前記第３半導体層２１２１の上面に直接接触して配置される。
前記連結電極２１４３は、前記第３反射層２１６３の上に配置される。前記連結電極２１４３の一部領域は、前記第１反射層２１６１の上に配置される。前記連結電極２１４３の一部領域は、前記第２反射層２１６２の上に配置される。
前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１及び前記第４半導体層２１２３と電気的に連結される。
前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１の上に配置された第１部分２１４３ａ、前記第４半導体層２１２３の上に配置された第２部分２１４３ｂ、及び前記第１部分２１４３ａと前記第２部分２１４３ｂを連結する第３部分２１４３ｃを含むことができる。
前記連結電極２１４３は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域の上に配置された前記第１部分２１４３ａを含むことができる。前記連結電極２１４３は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域の上に配置された第２部分２１４３ｂを含むことができる。前記連結電極２１４３は、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０の境界領域の上に配置された前記第３部分２１４３ｃを含むことができる。
実施例によれば、前記第１部分２１４３ａは、第１電極部２１４３ａａと第２電極部２１４３ａｂを含むことができる。
前記第１部分２１４３ａは、前記複数の第２開口部ｈ２、前記複数の第６ａ開口部ｈ６ａ、前記ライン開口部Ｔａを介して前記第１半導体層２１１１と電気的に連結される。
前記第１部分２１４３ａの前記第２電極部２１４３ａｂは、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記複数の第２開口部ｈ２を介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触して提供される。
前記第１部分２１４３ａの前記第１電極部２１４３ａａは、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記複数の第６ａ開口部ｈ６ａを介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触して提供される。
また、前記第１部分２１４３ａの前記第１電極部２１４３ａａは、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記ライン開口部Ｔａを介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触して提供される。
実施例によれば、前記第２部分２１４３ｂは第３電極部２１４３ｂａと第４電極部２１４３ｂｂを含むことができる。
前記第２部分２１４３ｂは、前記複数の第３開口部ｈ３、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂを介して前記第４半導体層２１２３と電気的に連結される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第４電極部２１４３ｂｂは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第３開口部ｈ３を介して前記第４半導体層２１２３上面に接して提供される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第４電極部２１４３ｂｂは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第３開口部ｈ３の下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触して配置される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第４電極部２１４３ｂｂは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第３開口部ｈ３によって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触して配置される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第３電極部２１４３ｂａは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂを介して前記第４半導体層２１２３上面に接して提供される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第３電極部２１４３ｂａは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂの下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触して配置される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第３電極部２１４３ｂａは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂによって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触して配置される。
実施例によれば、前記連結電極２１４３の前記第３部分２１４３ｃは、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０の間の境界領域の上に配置される。前記連結電極２１４３の前記第３部分２１４３ｃは、前記第１部分２１４３ａ及び前記第２部分２１４３ｂと電気的に連結される。
実施例に係る発光素子によれば、前記第１電極２１４１は、前記第２半導体層２１１３に電気的に連結される。前記第２電極２１４２は、前記第３半導体層２１２１に電気的に連結される。また、前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１と前記第４半導体層２１２３に電気的に連結される。
これによって、実施例によれば、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２に電源が供給されることで、前記第１電極２１４１、前記第２半導体層２１１３、前記第１半導体層２１１１、前記連結電極２１４３、前記第４半導体層２１２３、前記第３半導体層２１２１、前記第２電極２１４２が電気的に直列連結される。
実施例によれば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供される。
前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記第１電極部２１４３ａｂが前記複数の第６ａ開口部ｈ６ａを介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触した面積と前記第１電極部２１４３ａｂが前記ライン開口部Ｔａを介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触した面積の和に対応する。
また、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記第３電極部２１４３ｂａが前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂの下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触した領域の面積に対応する。前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記第３電極部２１４３ｂａが前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂによって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触した領域の面積に対応する。
例えば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記基板２１０５の下面面積の１.４％以上３.３％以下の大きさで提供される。また、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積は、前記基板２１０５の下面面積の０.７％以上３.０％以下の大きさで提供される。
実施例によれば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積の例えば１.１倍〜２倍の範囲で提供される。
このように、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供されることで、キャリアが円滑に拡散し、動作電圧が上昇することが防止される。
前記第１電極２１４１、前記第２電極２１４２、前記連結電極２１４３は単層または多層構造で形成される。例えば、前記第１電極２１４１、前記第２電極２１４２、前記連結電極２１４３は、オーミック電極からなることができる。例えば、前記第１電極２１４１、前記第２電極２１４２、前記連結電極２１４３は、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、及びNi/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfの少なくとも１つまたはこれらのうち２つ以上の物質の合金からなることができる。
実施例に係る発光素子２１００は、図３５に示されたように、保護層２１５０を含むことができる。一方、理解し易いように、図３４の図示において、前記保護層２１５０の下に配置された前記第１電極２１４１、前記第２電極２１４２、前記連結電極２１４３、前記反射層２１６０の配置関係が明確となるように、前記保護層２１５０の図示は省略されている。
前記保護層２１５０は、前記第１電極２１４１、前記第２電極２１４２、前記連結電極２１４３の上に配置される。
前記保護層２１５０は、前記反射層２１６０の上に配置される。前記保護層２１５０は、前記第１反射層２１６１、前記第２反射層２１６２、前記第３反射層２１６３の上に配置される。
前記保護層２１５０の配置位置及び形状に対しては、実施例に係る発光素子の製造方法の説明でより詳しく説明することにする。
例えば、前記保護層２１５０は、絶縁物質からなることができる。例えば、前記保護層２１５０は、SixOy、SiOxNy、SixNy、AlxOyを含む群から選択された少なくとも１つの物質から形成される。
実施例に係る発光素子２１００は、図３４に示されたように、前記保護層２１５０の上に配置された第１ボンディング部２１７１と第２ボンディング部２１７２を含むことができる。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１反射層２１６１の上に配置される。また、前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２反射層２１６２の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第１ボンディング部２１７１と離隔して配置される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１電極２１４１の上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１電極２１４１に電気的に連結される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１発光構造物２１１０の上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記第２半導体層２１１３の上に配置される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記連結電極２１４３の上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記連結電極２１４３の第１部分２１４３ａの上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記連結電極２１４３の第２電極部２１４３ａｂの上に配置される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２電極２１４２の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２電極２１４２に電気的に連結される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２発光構造物２１２０の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第４半導体層２１２３の上に配置される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記連結電極２１４３の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記連結電極２１４３の第２部分２１４３ｂの上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記連結電極２１４３の第４電極部２１４３ｂｂの上に配置される。
実施例によれば、図３４に示されたように、前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１の上に配置された第１部分２１４３ａ、前記第４半導体層２１２３の上に配置された第２部分２１４３ｂ、及び前記第１部分２１４３ａと前記第２部分２１４３ｂを連結する第３部分２１４３ｃを含むことができる。
前記連結電極２１４３の前記第１部分２１４３ａは、前記基板２１０５の上面と垂直する第１方向に前記第１ボンディング部２１７１と重ならない第１電極部２１４３ａａと、前記第１ボンディング部２１７１と重なる第２電極部２１４３ａｂを含むことができる。
前記連結電極２１４３の前記第２部分２１４３ｂは、前記第１方向に前記第２ボンディング部２１７２と重ならない第３電極部２１４３ｂａと、前記第２ボンディング部２１７２と重なる第４電極部２１４３ｂｂを含むことができる。
実施例によれば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供される。
例えば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記基板２１０５の下面面積の１.４％以上３.３％以下の大きさで提供される。また、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積は、前記基板２１０５の下面面積の０.７％以上３.０％以下の大きさで提供される。
実施例によれば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積の例えば１.１倍〜２倍の範囲で提供される。
前記第１電極部２１４３ａｂと前記第１半導体層２１１１が接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａと前記第４半導体層２１２３が接する面積より広く提供されることが、前記第１半導体層２１１１と前記第４半導体層２１２３が直列連結される構造では、電流拡散及び電流注入特性の側面で有利である。
また、前記第１電極部２１４３ａｂと前記第１半導体層２１１１が接する面積が、前記基板２１０５の下面面積の１.４％以上の大きさで提供されることで、前記第１半導体層２１１１での電流拡散が効率的に行われる。前記第１電極部２１４３ａｂと前記第１半導体層２１１１が接する面積が、前記基板２１０５の下面面積の３.３％以下の大きさで提供されることで、前記第１電極部２１４３ａｂによってエッチングされる前記第１活性層２１１２の面積を調節し、前記第１発光構造物２１１０の光抽出効率が向上される。
前記第３電極部２１４３ｂａと前記第４半導体層２１２３が接する面積が、前記基板２１０５の下面面積の０.７％以上の大きさで提供されることで、前記第４半導体層２１３での電流拡散が効率的に行われる。前記第３電極部２１４３ｂａと前記第４半導体層２１２３が接する面積が、前記基板２１０５の下面面積の３.０％以下の大きさで提供されることで、前記第３電極部２１４３ｂａで吸収されて失われる光の量を減らし、前記第２発光構造物２１２０の光抽出効率が向上される。
実施例によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に電源が印加されることで、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０が発光する。
前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に電源が供給されることで、前記第１ボンディング部２１７１、前記第１電極２１４１、前記第２半導体層２１１３、前記第１半導体層２１１１、前記連結電極２１４３、前記第４半導体層２１２３、前記第３半導体層２１２１、前記第２電極２１４２、前記第２ボンディング部２１７２が電気的に直列連結される。
実施例によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間に高電圧が印加され、印加された高電圧が前記第１電極２１４１、前記連結電極２１４３、前記第２電極２１４２を介して前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０に分散して供給される。
上述されたように、実施例に係る発光素子２１００によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第１電極２１４１が複数の領域で接触することができる。また、前記第２ボンディング部２１７２と前記第２電極２１４２が複数の領域で接触することができる。これによって、実施例によれば、複数の領域を介して電源が供給されるので、接触面積の増加及び接触領域の分散により電流分散効果が発生し、動作電圧が減少する長所がある。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に電源が印加される際に、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供されることで、キャリアが円滑に拡散し、動作電圧が上昇することが防止される。
実施例に係る発光素子は、フリップチップボンディング方式で外部電源に連結される。例えば、発光素子パッケージを製造する際に、前記第１ボンディング部２１７１の上部面と前記第２ボンディング部２１７２の上部面がサブマウント、リードフレームまたは回路基板等に付着するように配置される。
実施例に係る発光素子がフリップチップボンディング方式で実装されて発光素子パッケージとして具現される場合、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から提供される光は、前記基板２１０５を介して放出される。前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から放出される光は、前記第１〜第３反射層２１６１、２１６２、２１６３で反射されて前記基板２１０５方向に放出される。
また、実施例に係る発光素子及び発光素子パッケージによれば、広い面積を有する前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２が電源を提供する回路基板に直接ボンディングされるので、フリップチップボンディング工程が容易かつ安定的に行われる。
実施例によれば、前記第１反射層２１６１の大きさは、前記第１ボンディング部２１７１の大きさより数μm大きく提供される。例えば、前記第１反射層２１６１の面積は、前記第１ボンディング部２１７１の面積を完全に覆うことができる大きさで提供される。工程の誤差を考慮して、前記第１反射層２１６１の一辺の長さは、前記第１ボンディング部２１７１の一辺の長さより、例えば４μm〜１０μm程大きく提供される。
また、前記第２反射層２１６２の大きさは、前記第２ボンディング部２１７２の大きさより数μm大きく提供される。例えば、前記第２反射層２１６２の面積は、前記第２ボンディング部２１７２の面積を完全に覆うことができる大きさで提供される。工程の誤差を考慮して、前記第２反射層２１６２の一辺の長さは、前記第２ボンディング部２１７２の一辺の長さより、例えば４μm〜１０μm程大きく提供される。
実施例によれば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２によって、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から放出される光が前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に入射することなく反射される。これによって、実施例によれば、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から生成されて放出される光が、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に入射して失われることを最小化することができる。
また、実施例に係る発光素子２１００によれば、前記第３反射層２１６３が前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間に配置されるので、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間から光が放出されることを減らすことができる。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の最小間隔は、１２５μmより大きくまたは同一に提供される。前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の最小間隔は、前記発光素子２１００が実装されるパッケージ本体の第１電極パッドと第２電極パッドの間の間隔を考慮して選択することができる。
例えば、パッケージ本体の第１電極パッドと第２電極パッドの間の最小間隔が最小１２５μmに提供され、最大２００μmに提供される。このとき、工程誤差を考慮して、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔は、例えば１２５μm以上３００μm以下に提供される。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔が１２５μmより大きく配置されことで、発光素子の第１ボンディング部２１７１と第２ボンディング部２１７２の間で短絡が発生しないようにする最小空間を確保することができ、光抽出効率を向上させるための発光面積を確保することができ、前記発光素子２１００の光度(Ｐｏ)が増加する。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔が３００μm以下に提供されることで、前記発光素子パッケージの第１電極パッド及び第２電極パッドと前記発光素子の第１ボンディング部２１７１及び第２ボンディング部２１７２が十分なボンディング力にてボンディングされ、前記発光素子２１００の電気的特性が確保される。
前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の最小間隔は、光学的特性を確保するために１２５μmより大きく配置され、電気的特性とボンディング力による信頼性を確保するために３００μmより小さく配置される。
実施例では、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔として、１２５μm以上３００μm以下を例示したが、これに限定されるものではなく、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔は、発光素子パッケージの電気的特性または信頼性を向上させるために、１２５μmより小さく配置されてもよく、光学的特性を向上させるために、３００μmより大きく配置されてもよい。
また、実施例に係る発光素子２１００によれば、前記第１反射層２１６１が前記第１電極２１４１の下に配置され、前記第２反射層２１６２が前記第２電極２１４２の下に配置される。これによって、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０の第１及び第２活性層２１１２、２１２２から発光される光を反射させ、第１電極２１４１と第２電極２１４２で光吸収が発生することを最小化し、光度(Ｐｏ)を向上させることができる。
例えば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、絶縁性材料からなることができるが、活性層から放出された光の反射率が高い材料、例えばＤＢＲ構造をなすことができる。
前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、屈折率が異なる物質が相互繰り返し配置されたＤＢＲ構造をなすことができる。例えば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、TiO２、SiO２、Ta２O５、HfO２の少なくとも１つ以上を含む単層または積層構造に配置される。
また、別の実施例によれば、これに限定されるものではなく、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、前記第１及び第２活性層２１１２、２１２２から発光する光の波長に応じて、前記第１及び第２活性層２１１２、２１２２から発光する光に対する反射度を調節できるように、自在に選択することができる。
また、別の実施例によれば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、ODR層として提供されてもよい。また別の実施例によれば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は、DBR層とODR層が積層された一種のハイブリッド(hybrid)形態で提供されてもよい。
例えば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２は、Au、AuTi等で形成されることで、実装工場が安定的に行われる。また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２は、Ti、Al、In、Ir、Ta、Pd、Co、Cr、Mg、Zn、Ni、Si、Ge、Ag、Ag alloy、Au、Hf、Pt、Ru、Rh、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、及びNi/IrOx/Au/ITO等のうちの１つ以上の物質または合金を利用して単層または多層に形成される。
上述されたように、実施例に係る発光素子２１００は、例えばフリップチップボンディング方式で実装されて発光素子パッケージ形態で提供される。このとき、発光素子２１００が実装されるパッケージ本体が樹脂等から提供される場合、前記発光素子２１００の下部領域で、前記発光素子２１００から放出される短波長の強い光によってパッケージ本体が変色したり亀裂が発生することがある。
しかし、実施例に係る発光素子２１００によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２が配置された領域の間から光が放出されることを減らすことができるので、前記発光素子２１００の下部領域に配置されたパッケージ本体が変色したり亀裂が発生することを防止することができる。
次に、添付された図面を参照して実施例に係る発光素子の製造方法を説明することにする。実施例に係る発光素子の製造方法を説明することにおいて、図３４及び図３５を参照して説明された内容と重なる事項に対しては、その説明を適宜省略することがある。
まず、実施例に係る発光素子の製造方法によれば、図３６及び図３７に示されたように、基板２１０５の上に発光構造物が形成される。図３６は実施例に係る発光素子の製造方法によって形成された発光構造物の形状を示した平面図であり、図３７は図３６に図示された単位工程が行われた結果を示した平面図である。
図３５〜図３７を参照すると、前記基板２１０５の上に発光構造物が形成される。例えば、前記基板２１０５の上に第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層が形成される。
前記発光構造物の上に電流拡散層２２２０が形成される。前記電流拡散層２２２０は、前記第２導電型半導体層の上に形成される。前記電流拡散層２２２０は、複数が相互離隔して提供される。
例えば、前記電流拡散層２２２０は、酸化物または窒化物等からなることができる。
次に、図３８及び図３９に示されたように、透光性電極層２２３０が形成される。図３８は実施例に係る発光素子の製造方法によって形成された透光性電極層の形状を示した平面図であり、図３９は図３８に図示された単位工程が行われた結果を示した平面図である。
図３５、図３８、図３９を参照すると、前記発光構造物の上に前記透光性電極層２２３０が形成され、メサエッチングが行われる。前記第２導電型半導体層１０３の上に前記透光性電極層２２３０が形成され、前記第１導電型半導体層を露出させるメサエッチング工程が行われる。
実施例によれば、メサエッチング工程によって、前記第１導電型半導体層の一部領域が露出するように形成される。前記メサエッチング工程によって、前記第１導電型半導体層の一部領域を露出させる複数のメサリセスＭが形成される。また、前記メサエッチング工程によって、前記発光構造物が第１発光構造物２１１０と第２発光構造物２１２０に分離されるメサリセスラインＭＬが形成される。
前記第１発光構造物２１１０は、第１導電型の第１半導体層２１１１、第１活性層２１１２、第２導電型の第２半導体層２１１３を含むことができる。また、前記第２発光構造物２１２０は、第１導電型の第３半導体層２１２１、第２活性層２１２２、第２導電型の第４半導体層２１２３を含むことができる。
実施例によれば、前記複数のメサリセスＭ領域で、前記第１半導体層２１１１の上面または前記第３半導体層２１２１の上面が露出される。また、前記メサリセスラインＭＬ領域で、前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１の境界領域が露出される。
例えば、前記メサリセスＭは、複数の円形状で提供される。前記メサリセスＭは、円形状だけでなく、楕円形または多角形等の多様な形状で提供されてもよい。
また、前記メサリセスラインＭＬは、所定の幅を有するライン形状に形成される。例えば、前記メサリセスラインＭＬは、領域によって相互異なる幅を有するように形成されてもよい。
実施例によれば、前記第２導電型半導体層の上に前記透光性電極層２２３０が形成される。前記透光性電極層２２３０は、前記メサリセスＭに対応する領域に提供された複数の開口部を含むことができる。
また、前記透光性電極層２２３０は、前記メサリセスラインＭＬに対応する領域に提供されたライン形状の開口部を含むことができる。
次に、図４０及び図４１に示されたように、アイソレーション工程が行われる。図４０は実施例に係る発光素子の製造方法によってアイソレーション工程が実行されるマスクの形状を示した平面図であり、図４１は図４０に図示された単位工程が行われた結果を示した平面図である。
図３５、図４０及び図４１を参照すると、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０を分離させるアイソレーション工程が行われる。
前記アイソレーション工程によって、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０を分離させるアイソレーションラインＩＬが形成される。前記アイソレーションラインＩＬが形成された領域で、前記基板２１０５の上面が露出される。
前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０が電気的に分離される。前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１が相互分離されて提供される。前記第１半導体層２１１１と前記第３半導体層２１２１が相互電気的に分離される。
次に、図４２及び図４３に示されたように、反射層２１６０が形成される。
図４２は実施例に係る発光素子の製造方法によって形成された反射層の形状を示した平面図であり、図４３は図４２に図示された単位工程が行われた結果を示した平面図である。
図３５、図４２及び図４３を参照すると、前記反射層２１６０は、第１反射層２１６１、第２反射層２１６２、第３反射層２１６３を含むことができる。前記反射層２１６０は、前記透光性電極層２２３０の上に配置される。前記反射層２１６０は、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０の上に配置される。
前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２は相互離隔して配置される。前記第３反射層２１６３は、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２の間に配置される。前記第１〜第３反射層２１６１、２１６２、２１６３は相互連結された１つの層で形成されてもよい。
前記第１反射層２１６１は複数の開口部を含むことができる。前記第１反射層２１６１は、前記基板２１０５の上面に垂直する第１方向に前記電流拡散層２２２０と重なる複数の第１開口部ｈ１を含むことができる。また、前記第１反射層２１６１は、前記第１方向に前記複数のメサリセスＭと重なる複数の第２開口部ｈ２を含むことができる。
前記複数の第１開口部ｈ１を介して前記電流拡散層２２２０の上に配置された透光性電極層２２３０が露出される。前記複数の第２開口部ｈ２を介して前記第１発光構造物２１１０の前記第１半導体層２１１１の上面が露出される。
例えば、前記複数の第１開口部ｈ１は、前記基板２１０５の長軸方向にそって複数のライン形状に配列されて提供される。また、前記複数の第２開口部ｈ２は、前記基板２１０５の長軸方向にそって複数のライン形状に配列されて提供される。前記複数の第１開口部ｈ１と前記複数の第２開口部ｈ２は、前記基板２１０５の短軸方向に順次配列されて提供される。
前記第２反射層２１６２は複数の開口部を含むことができる。前記第２反射層２１６２は、前記基板２１０５の上面に垂直する第１方向に前記電流拡散層２２２０と重なる複数の第３開口部ｈ３を含むことができる。また、前記第２反射層２１６２は、前記第１方向に前記複数のメサリセスＭと重なる複数の第４開口部ｈ４を含むことができる。
前記複数の第３開口部ｈ３を介して前記電流拡散層２２２０の上に配置された透光性電極層２２３０が露出される。前記複数の第４開口部ｈ４を介して前記第２発光構造物２１２０の前記第３半導体層２１２１の上面が露出される。
例えば、前記複数の第３開口部ｈ３は、前記基板２１０５の長軸方向にそって複数のライン形状に配列されて提供される。また、前記複数の第４開口部ｈ４は、前記基板２１０５の長軸方向にそって複数のライン形状に配列されて提供される。前記複数の第３開口部ｈ３と前記複数の第４開口部ｈ４は、前記基板２１０５の短軸方向に順次配列されて提供される。
前記第３反射層２１６３は複数の開口部を含むことができる。前記第３反射層２１６３は、前記基板２１０５の上面に垂直する第１方向に前記電流拡散層２２２０と重なる複数の第５開口部ｈ５を含むことができる。
前記複数の第５開口部ｈ５は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で前記電流拡散層２２２０の上に配置された透光性電極層２２３０を露出させる複数の第５ａ開口部ｈ５ａを含むことができる。また、前記複数の第５開口部ｈ５は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で前記電流拡散層２２２０の上に配置された透光性電極層２２３０を露出させる複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂを含むことができる。
また、前記第３反射層２１６３は、前記第１方向に前記複数のメサリセスＭと重なる複数の第６開口部ｈ６を含むことができる。また、前記第３反射層２１６３は、前記第１方向に前記メサリセスラインＭＬと重なるライン開口部Ｔａを含むことができる。
前記複数の第６開口部ｈ６は、前記第１発光構造物２１１０の前記第１半導体層２１１１の上面を露出させる複数の第６ａ開口部ｈ６ａを含むことができる。また、前記複数の第６開口部ｈ６は、前記第２発光構造物２１２０の前記第３半導体層２１２１の上面を露出させる複数の第６ｂ開口部ｈ６ｂを含むことができる。前記ライン開口部Ｔａは、前記第１発光構造物２１１０の前記第１半導体層２１１１の上面を露出させることができる。
例えば、前記複数の第５開口部ｈ５は、前記基板２１０５の短軸方向にそって複数のライン形状に配列されて提供される。また、前記複数の第６開口部ｈ６は、前記基板２１０５の短軸方向にそって複数のライン形状に配列されて提供される。前記複数の第５開口部ｈ５と前記複数の第６開口部ｈ６は、前記基板２１０５の長軸方向に順次配列されて提供される。
また、前記ライン開口部Ｔａは、前記基板２１０５の短軸方向にそってライン形状に提供される。前記ライン開口部Ｔａの面積は、前記複数の第５開口部ｈ５をなす１つの開口部の面積より大きく提供される。
例えば、前記ライン開口部Ｔａの面積は、前記複数の第５開口部ｈ５をなす１つの開口部の面積より５倍以上大きく提供される。前記ライン開口部Ｔａの面積は、前記複数の第５開口部ｈ５をなす１つの開口部の面積より９倍以上大きく提供される。
前記ライン開口部Ｔａの面積の大きさにともなう効果は、後で詳述することにする。
続いて、図４４及び図４５に示されたように、第１電極２１４１、第２電極２１４２、連結電極２１４３が形成される。
図４４は実施例に係る発光素子の製造方法によって形成された第１電極、第２電極、連結電極の形状を示した平面図であり、図４５は図４４に図示された単位工程が行われた結果を示した平面図である。
図３５、図４４及び図４５を参照すると、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２は相互離隔して配置される。前記連結電極２１４３は、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２の間に配置される。
前記第１電極２１４１は、前記第１反射層２１６１の上に配置される。前記第１電極２１４１の一部領域は、前記第３反射層２１６３の上に配置される。
前記第１電極２１４１は、前記第２半導体層２１１３に電気的に連結される。前記第１電極２１４１は、前記複数の第１開口部ｈ１を介して前記第２半導体層２１１３に電気的に連結される。前記第１電極２１４１は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で前記複数の第１開口部ｈ１の下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触して配置される。前記第１電極２１４１は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で前記複数の第１開口部ｈ１によって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触して配置される。
前記第２電極２１４２は、前記第２反射層２１６２の上に配置される。前記第２電極２１４２の一部領域は、前記第３反射層２１６３の上に配置される。
前記第２電極２１４２は、前記第３半導体層２１２１に電気的に連結される。前記第２電極２１４２は、前記複数の第４開口部ｈ４を介して前記第３半導体層２１２１に電気的に連結される。前記第２電極２１４２は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で前記複数の第４開口部ｈ４の下に配置された前記第３半導体層２１２１に直接接触して配置される。前記第２電極２１４２は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で前記複数の第４開口部ｈ４によって露出した前記第３半導体層２１２１の上面に直接接触して配置される。
前記連結電極２１４３は、前記第３反射層２１６３の上に配置される。前記連結電極２１４３の一部領域は、前記第１反射層２１６１の上に配置される。前記連結電極２１４３の一部領域は、前記第２反射層２１６２の上に配置される。
前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１及び前記第４半導体層２１２３と電気的に連結される。
前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１の上に配置された第１部分２１４３ａ、前記第４半導体層２１２３の上に配置された第２部分２１４３ｂ、及び前記第１部分２１４３ａと前記第２部分２１４３ｂを連結する第３部分２１４３ｃを含むことができる。
前記連結電極２１４３は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域の上に配置された前記第１部分２１４３ａを含むことができる。前記連結電極２１４３は、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域の上に配置された第２部分２１４３ｂを含むことができる。前記連結電極２１４３は、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域の上に一部が配置され、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域の上に一部が配置された前記第３部分２１４３ｃを含むことができる。また、前記第３部分２１４３ｃの一部領域は、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０の境界領域の上に配置される。
実施例によれば、前記第１部分２１４３ａは、第１電極部２１４３ａａと第２電極部２１４３ａｂを含むことができる。
前記第１部分２１４３ａは、前記複数の第２開口部ｈ２、前記複数の第６ａ開口部ｈ６ａ、前記ライン開口部Ｔａを介して前記第１半導体層２１１１と電気的に連結される。
前記第１部分２１４３ａの前記第２電極部２１４３ａｂは、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記複数の第２開口部ｈ２を介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触して提供される。
前記第１部分２１４３ａの前記第１電極部２１４３ａａは、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記複数の第６ａ開口部ｈ６ａを介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触して提供される。
また、前記第１部分２１４３ａの前記第１電極部２１４３ａａは、前記第１発光構造物２１１０が提供された領域で、前記ライン開口部Ｔａを介して前記第１半導体層２１１１の上面に直接接触して提供される。
実施例によれば、前記第２部分２１４３ｂは第３電極部２１４３ｂａと第４電極部２１４３ｂｂを含むことができる。
前記第２部分２１４３ｂは、前記複数の第３開口部ｈ３、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂを介して前記第４半導体層２１２３と電気的に連結される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第４電極部２１４３ｂｂは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第３開口部ｈ３を介して前記第４半導体層２１２３上面に接して提供される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第４電極部２１４３ｂｂは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第３開口部ｈ３の下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触して配置される。前記第２部分２１４３ｂの前記第４電極部２１４３ｂｂは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第３開口部ｈ３によって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触して配置される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第３電極部２１４３ｂａは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂを介して前記第４半導体層２１２３上面に接して提供される。
前記第２部分２１４３ｂの前記第３電極部２１４３ｂａは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂの下に配置された透光性電極層２２３０に直接接触して配置される。前記第２部分２１４３ｂの前記第３電極部２１４３ｂａは、前記第２発光構造物２１２０が提供された領域で、前記複数の第５ｂ開口部ｈ５ｂによって露出した透光性電極層２２３０の上面に直接接触して配置される。
実施例によれば、前記連結電極２１４３の前記第３部分２１４３ｃは、前記第１発光構造物２１１０と前記第２発光構造物２１２０の間の境界領域の上に配置される。前記連結電極２１４３の前記第３部分２１４３ｃは、前記第１部分２１４３ａ及び前記第２部分２１４３ｂと電気的に連結される。
実施例に係る発光素子によれば、前記第１電極２１４１は、前記第２半導体層２１１３に電気的に連結される。前記第２電極２１４２は、前記第３半導体層２１２１に電気的に連結される。また、前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１と前記第４半導体層２１２３に電気的に連結される。
これによって、実施例によれば、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２に電源が供給されることで、前記第１電極２１４１、前記第２半導体層２１１３、前記第１半導体層２１１１、前記連結電極２１４３、前記第４半導体層２１２３、前記第３半導体層２１２１、前記第２電極２１４２が電気的に直列連結される。
次に、図４６及び図４７に示されたように、保護層２１５０が形成される。
図４６は実施例に係る発光素子の製造方法によって形成された保護層の形状を示した平面図であり、図４７は図４６に図示された単位工程が行われた結果を示した平面図である。
図３４、図３５、図４６及び図４７を参照すると、前記保護層２１５０は、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２の上に配置される。前記保護層２１５０は、前記連結電極２１４３の上に配置される。前記保護層２１５０は、前記反射層２１６０の上に配置される。
前記保護層２１５０は、前記第１電極２１４１の上面を露出させる第１コンタクト部ｃ１を含むことができる。前記保護層２１５０は、前記第１電極２１４１の上面を露出させる複数の第１コンタクト部ｃ１を含むことができる。前記複数の第１コンタクト部ｃ１は、前記第１反射層２１６１が配置された領域の上に提供される。
前記保護層２１５０は、前記第２電極２１４２の上面を露出させる第２コンタクト部ｃ２を含むことができる。前記保護層２１５０は、前記第２電極２１４２の複数の上面を露出させる複数の第２コンタクト部ｃ２を含むことができる。前記第２コンタクト部ｃ２は、前記第２反射層２１６２が配置された領域の上に提供される。
続いて、図４８に示されたように、第１ボンディング部２１７１と第２ボンディング部２１７２が形成される。図４８は実施例に係る発光素子の製造方法によって形成された第１及び第２ボンディング部の形状を示した平面図である。
図３４及び図４８を参照すると、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２が形成される。前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２は、前記保護層２１５０の上に配置される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１反射層２１６１の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２反射層２１６２の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第１ボンディング部２１７１と離隔して配置される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１電極２１４１の上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１電極２１４１に電気的に連結される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記保護層２１５０に提供された前記第１コンタクト部ｃ１を介して前記第１電極２１４１に電気的に連結される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記保護層２１５０に提供された前記第１コンタクト部ｃ１を介して前記第１電極２１４１の上面に直接接触して配置される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記第１発光構造物２１１０の上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記第２半導体層２１１３の上に配置される。
前記第１ボンディング部２１７１は、前記連結電極２１４３の上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記連結電極２１４３の第１部分２１４３ａの上に配置される。前記第１ボンディング部２１７１は、前記連結電極２１４３の第２電極部２１４３ａｂの上に配置される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２電極２１４２の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２電極２１４２に電気的に連結される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記第２発光構造物２１２０の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記第４半導体層２１２３の上に配置される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記保護層２１５０に提供された前記第２コンタクト部ｃ２を介して前記第２電極２１４２に電気的に連結される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記保護層２１５０に提供された前記第２コンタクト部ｃ２を介して前記第２電極２１４２の上面に直接接触して配置される。
前記第２ボンディング部２１７２は、前記連結電極２１４３の上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記連結電極２１４３の第２部分２１４３ｂの上に配置される。前記第２ボンディング部２１７２は、前記連結電極２１４３の第４電極部２１４３ｂｂの上に配置される。
実施例によれば、前記連結電極２１４３は、前記第１半導体層２１１１の上に配置された第１部分２１４３ａ、前記第４半導体層２１２３の上に配置された第２部分２１４３ｂ、及び前記第１部分２１４３ａと前記第２部分２１４３ｂを連結する第３部分２１４３ｃを含むことができる。
前記連結電極２１４３の前記第１部分２１４３ａは、前記基板２１０５の上面と垂直する第１方向に前記第１ボンディング部２１７１と重ならない第１電極部２１４３ａａと前記第１ボンディング部２１７１と重なる第２電極部２１４３ａｂを含むことができる。
前記連結電極２１４３の前記第２部分２１４３ｂは、前記第１方向に前記第２ボンディング部２１７２と重ならない第３電極部２１４３ｂａと前記第２ボンディング部２１７２と重なる第４電極部２１４３ｂｂを含むことができる。
実施例によれば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供される。
例えば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記基板２１０５の下面面積の１.４％以上３.３％以下の大きさで提供される。また、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積は、前記基板２１０５の下面面積の０.７％以上３.０％以下の大きさで提供される。
実施例によれば、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積は、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積の例えば１.１倍〜２倍の範囲で提供される。
このように、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供されることで、キャリアが円滑に拡散し、動作電圧が上昇することが防止される。
実施例によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に電源が印加されることで、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０が発光する。
前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に電源が供給されることで、前記第１ボンディング部２１７１、前記第１電極２１４１、前記第２半導体層２１１３、前記第１半導体層２１１１、前記連結電極２１４３、前記第４半導体層２１２３、前記第３半導体層２１２１、前記第２電極２１４２、前記第２ボンディング部２１７２が電気的に直列連結される。
実施例によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間に高電圧が印加され、印加された高電圧が前記第１電極２１４１、前記連結電極２１４３、前記第２電極２１４２を介して前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０に分散して供給される。
上述されたように、実施例に係る発光素子２１００によれば、前記第１ボンディング部２１７１と前記第１電極２１４１が複数の領域で接触することができる。また、前記第２ボンディング部２１７２と前記第２電極２１４２が複数の領域で接触することができる。これによって、実施例によれば、複数の領域を介して電源が供給されるので、接触面積の増加及び接触領域の分散により電流分散効果が発生し、動作電圧が減少する長所がある。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に電源が印加される際に、前記第１電極部２１４３ａｂが前記第１半導体層２１１１と接する面積が、前記第３電極部２１４３ｂａが前記第４半導体層２１２３と接する面積より大きく提供されることで、キャリアが円滑に拡散し、動作電圧が上昇することが防止される。
実施例に係る発光素子は、フリップチップボンディング方式で外部電源に連結される。例えば、発光素子パッケージを製造する際に、前記第１ボンディング部２１７１の上部面と前記第２ボンディング部２１７２の上部面がサブマウント、リードフレームまたは回路基板等に付着するように配置される。
実施例に係る発光素子がフリップチップボンディング方式で実装されて発光素子パッケージとして具現される場合、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から提供される光は、前記基板２１０５を介して放出される。前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から放出される光は、前記第１〜第３反射層２１６１、２１６２、２１６３で反射されて前記基板２１０５方向に放出される。
また、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から放出される光は、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０の側面方向にも放出される。
また、実施例に係る発光素子及び発光素子パッケージによれば、広い面積を有する前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２が電源を提供する回路基板に直接ボンディングされるので、フリップチップボンディング工程が容易かつ安定的に行われる。
実施例によれば、前記第１反射層２１６１の大きさは、前記第１ボンディング部２１７１の大きさより数μm大きく提供される。例えば、前記第１反射層２１６１の面積は、前記第１ボンディング部２１７１の面積を完全に覆うことができる大きさで提供される。工程の誤差を考慮して、前記第１反射層２１６１の一辺の長さは、前記第１ボンディング部２１７１の一辺の長さより、例えば４μm〜１０μm程大きく提供される。
また、前記第２反射層２１６２の大きさは、前記第２ボンディング部２１７２の大きさより数μm大きく提供される。例えば、前記第２反射層２１６２の面積は、前記第２ボンディング部２１７２の面積を完全に覆うことができる大きさで提供される。工程の誤差を考慮して、前記第２反射層２１６２の一辺の長さは、前記第２ボンディング部２１７２の一辺の長さより、例えば４μm〜１０μm程大きく提供される。
実施例によれば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２によって、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から放出される光が前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に入射することなく反射される。これによって、実施例によれば、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から生成されて放出される光が、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２に入射して失われることを最小化することができる。
また、実施例に係る発光素子２１００によれば、前記第３反射層２１６３が前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間に配置されるので、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間から光が放出されることを減らすことができる。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の最小間隔は、１２５μmより大きくまたは同一に提供される。前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の最小間隔は、前記発光素子２１００が実装されるパッケージ本体の第１電極パッドと第２電極パッドの間の間隔を考慮して選択することができる。
例えば、パッケージ本体の第１電極パッドと第２電極パッドの間の最小間隔が最小１２５μmに提供され、最大２００μmに提供される。このとき、工程誤差を考慮して、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔は、例えば１２５μm以上３００μm以下に提供される。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔が１２５μmより大きく配置されことで、発光素子の第１ボンディング部２１７１と第２ボンディング部２１７２の間で短絡が発生しないようにする最小空間を確保することができ、光抽出効率を向上させるための発光面積を確保することができ、前記発光素子２１００の光度(Ｐｏ)が増加する。
また、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔が３００μm以下に提供されることで、前記発光素子パッケージの第１電極パッド及び第２電極パッドと前記発光素子の第１ボンディング部２１７１及び第２ボンディング部２１７２が十分なボンディング力にてボンディングされ、前記発光素子２１００の電気的特性が確保される。
前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の最小間隔は、光学的特性を確保するために１２５μmより大きく配置され、電気的特性とボンディング力による信頼性を確保するために３００μmより小さく配置される。
実施例では、光学的特性と電気的特性及びボンディング力による信頼性を確保するために、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔として、１２５μm以上３００μm以下を例示したが、これに限定されるものではなく、前記第１ボンディング部２１７１と前記第２ボンディング部２１７２の間の間隔は、発光素子パッケージの電気的特性または信頼性を本実施例より向上させるために、１２５μmより小さく配置されてもよく、光学的特性を本実施例より向上させるために、３００μmより大きく配置されてもよい。
実施例によれば、前記第１反射層２１６１と前記第２反射層２１６２によって、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から放出される光が前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２に入射することなく反射される。これによって、実施例によれば、前記第１及び第２発光構造物２１１０、２１２０から生成されて放出される光が、前記第１電極２１４１と前記第２電極２１４２に入射して失われることを最小化することができる。
一方、上述された実施例に係る発光素子は１つの基板に２つの発光構造物が直列連結された構造を基準に説明された。しかし、他の実施例に係る発光素子は１つの基板に３つ以上の発光構造物または発光セルが相互直列連結された構造で提供されてもよい。
例えば、図４９に図示された発光素子は１つの基板の上に３つの発光構造物または発光セルが直列連結された例を示したのである。図４９は本発明の実施例に係る発光素子パッケージに適用された発光素子のさらに別の例を示した図面である。
図４９を参照して実施例に係る発光素子を説明することにおいて、上述された内容と重なる事項に対しては、その説明を適宜省略することがある。
実施例に係る発光素子は、図４９に示されたように、第１発光構造物３１１０、第２発光構造物３１２０、第３発光構造物３１３０を含むことができる。
前記第１発光構造物３１１０と前記第２発光構造物３１２０は、第１アイソレーションラインＩＬ１１によって離隔して配置される。また、前記第２発光構造物３１２０と前記第３発光構造物３１３０は第２アイソレーションラインＩＬ１２によって離隔して配置される。
前記第１発光構造物３１１０と前記第２発光構造物３１２０の間に第１ライン開口部Ｔｂが提供される。前記第１ライン開口部Ｔｂを介して前記第１発光構造物３１１０の下部半導体層が露出される。
前記第１ライン開口部Ｔｂに提供された第１連結電極を介して前記第１発光構造物３１１０の下部半導体層と前記第２発光構造物３１２０の上部半導体層が電気的に連結される。
前記第２発光構造物３１２０と前記第３発光構造物３１３０の間に第２ライン開口部Ｔｃが提供される。前記第２ライン開口部Ｔｃを介して前記第２発光構造物３１２０の下部半導体層が露出される。
前記第２ライン開口部Ｔｃに提供された第２連結電極を介して前記第２発光構造物３１２０の下部半導体層と前記第３発光構造物３１３０の上部半導体層が電気的に連結される。
実施例によれば、前記第１発光構造物３１１０の上に第１ボンディング部３１７１が配置され、前記第３発光構造物３１３０の上に第２ボンディング部３１７２が配置される。前記第１ボンディング部３１７１は、前記第１発光構造物３１１０の上部半導体層に電気的に連結される。また、前記第２ボンディング部３１７２は、前記第３発光構造物３１３０の下部半導体層に電気的に連結される。
実施例に係る発光素子の前記第１ボンディング部３１７１と前記第２ボンディング部３１７２に電源が供給されることで、前記第１ボンディング部３１７１、前記第１発光構造物３１１０の上部半導体層、前記第１発光構造物３１１０の下部半導体層、前記第１連結電極、前記第２発光構造物３１２０の上部半導体層、前記第２発光構造物３１２０の下部半導体層、前記第２連結電極、前記第３発光構造物３１３０の上部半導体層、前記第３発光構造物３１３０の下部半導体層、前記第２ボンディング部３１７２が電気的に直列連結される。
よって、実施例に係る発光素子によれば、高電圧を供給して光出力を向上させ、動作電圧を減らすことができる長所がある。また、高電圧発光素子パッケージにおいて調光を行うことができる。
上述されたように、実施例に係る発光素子パッケージ及び発光素子パッケージの製造方法によれば、実施例に係る発光素子のボンディング部は、貫通ホールに配置された導電層を介して駆動電源が供給される。そして、貫通ホールに配置された導電層の溶融点が、一般的なボンディング物質の溶融点より高い値を有するように選択される。よって、実施例に係る発光素子パッケージは、メイン基板等にリフロー(reflow)工程によってボンディングされる場合にも再溶解(re‐melting)現象が発生しないので、電気的連結及び物理的ボンディング力が劣化しない長所がある。
また、実施例に係る発光素子パッケージによれば、発光素子パッケージを製造する工程で、パッケージ本体１１０が高温に露出する必要がなくなる。よって、実施例によれば、パッケージ本体が高温に露出して損傷したり変色が発生することを防止することができる。これによって、本体を構成する物質に対する選択幅が広くなる。実施例によれば、前記本体は、セラミック等の高価な物質だけでなく、相対的に安価な樹脂物質を利用して提供することもできる。
一方、実施例に係る発光素子パッケージは、光源装置に適用することができる。
また、光源装置は、産業分野によって、表示装置、照明装置、ヘッドランプ等を含むことができる。
光源装置の例として、表示装置は、ボトムカバーと、ボトムカバーの上に配置される反射板と、光を放出し発光素子を含む発光モジュールと、反射板の前方に配置され、発光モジュールから発される光を前方に案内する導光板と、導光板の前方に配置されるプリズムシートを含む光学シートと、光学シートの前方に配置されるディスプレイパネルと、ディスプレイパネルと連結され、ディスプレイパネルに画像信号を供給する画像信号出力回路と、ディスプレイパネルの前方に配置されるカラーフィルターを含むことができる。ここで、ボトムカバー、反射板、発光モジュール、導光板及び光学シートは、バックライトユニット(Backlight Unit)を構成することができる。また、表示装置は、カラーフィルターを含まず、赤色(Red)、緑色(Green)、青色(Blue)の光を放出する発光素子がそれぞれ配置される構造を有することもできる。
光源装置の別の例として、ヘッドランプは、基板の上に配置される発光素子パッケージを含む発光モジュール、発光モジュールから照射される光を一定方向、例えば前方に反射させるリフレクター(reflector)、リフレクターによって反射される光を前方に屈折させるレンズ、及びリフレクターによって反射されてレンズに向かう光の一部分を遮断または反射して、設計者が所望する配光パターンをなすようにするシェード(shade)を含むことができる。
光源装置の別の例である照明装置は、カバー、光源モジュール、放熱体、電源提供部、内部ケース、ソケットを含むことができる。また、実施例に係る光源装置は、部材とホルダーのうちいずれか１つ以上をさらに含むことができる。前記光源モジュールは、実施例に係る発光素子パッケージを含むことができる。
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果等は少なくとも１つの実施例に含まれ、必ず１つの実施例のみに限定されるものではない。さらに、各実施例で例示された特徴、構造、効果等は、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって別の実施例に組合せまたは変形して実施可能である。従って、そのような組合せと変形に係る内容は、実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
以上、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示にすぎず、実施例を限定するものではなく、実施例が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施可能であり、そしてそのような変形と応用に係る差異点は、添付された特許請求の範囲で設定する実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
Claims (17)
- 少なくとも１つの貫通ホールを有する第１〜第３フレームと、
前記第１〜第３フレームを支持する本体と、
前記第１及び第２フレームの上に配置される第１発光素子と、
前記第２及び第３フレームの上に配置される第２発光素子と、を含み、
前記本体は、前記第１と第２フレームとの間に配置され、前記第１発光素子と垂直に重なる第１リセスと、前記第２と第３フレームとの間に配置され、前記第２発光素子と垂直に重なる第２リセスとを含み、
前記第１発光素子は、前記第１フレームの貫通ホールの上に配置される第１ボンディング部と、前記第２フレームの貫通ホールの上に配置される第２ボンディング部とを含み、
前記第２発光素子は、前記第２フレームの貫通ホールの上に配置される第３ボンディング部と、前記第３フレームの貫通ホールの上に配置される第４ボンディング部とを含む発光素子パッケージ。 - 前記本体と前記第１発光素子の間と、前記本体と第２発光素子の間にそれぞれ配置される第１樹脂を含む、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１樹脂は、前記第１リセスと前記第２リセスに配置される、請求項２に記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１リセスと前記第２リセスは、第１方向の長さを有し、
前記第１リセスと前記第２リセスの長さは、前記第１発光素子の前記第１方向の長さより小さい、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１リセスと前記第２リセスは、第１方向の長さを有し、
前記第１リセスの長さは、前記第１発光素子の前記第１方向の長さより小さく、
前記第２リセスの長さは、前記第２発光素子の長さより長く、
前記第２リセスの一部は、前記第１発光素子の一部と垂直に重なるように延長される、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１リセスは、前記第１フレームの貫通ホールと前記第２フレームの貫通ホールの間に配置され、
前記第２リセスは、前記第２フレームの貫通ホールと前記第３フレームの貫通ホールの間に配置される、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１リセスは、前記第１発光素子と重なる内側部と、前記第１発光素子の側面から外側に突出する外側部とを有し、
前記第２リセスは、前記第２発光素子と重なる内側部と、前記第２発光素子の側面から外側に突出する外側部を有する、請求項２または３に記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１リセスは、前記第１発光素子の下に複数個配置され、
前記第２リセスは、前記第２発光素子の下に複数個配置され、
前記複数個の第１リセスの外側部は、前記第１発光素子の相互反対側の側面より外側に突出し、
前記複数個の第２リセスの外側部は、前記第２発光素子の相互反対側の側面より外側に突出する、請求項７に記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１リセスと前記第２リセスは、前記内側部と外側部の長さ比率が４：６〜６：４である、請求項７に記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１樹脂は、前記第１及び第２リセスの外側部に配置される、請求項８に記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１と第２発光素子の間の間隔は、前記第１及び第２発光素子の下に配置された前記第１と第２リセスの間の最小間隔よりも離隔する、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１及び第２発光素子は、前記第１〜第３フレームによって直列に連結される、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
- 前記第１及び第２発光素子のそれぞれは、少なくとも２つの発光セルが直列に連結され、
前記発光セルは、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を有する発光構造物を含む、請求項１２に記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１〜第３フレームは、導電性フレームであり、
前記貫通ホールに導電層が配置され、
前記導電層は、前記第１発光素子の第１及び第２ボンディング部と前記第２発光素子の第３及び第４ボンディング部に接触する、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。 - 前記第１発光素子の第１、２ボンディング部は、前記第１及び第２フレームと前記第１及び第２フレームの貫通ホールに配置された前記導電層と電気的に連結され、
前記第２発光素子の第３、４ボンディング部は、前記第２及び第３フレームと前記第２及び第３フレームの貫通ホールに配置された前記導電層と電気的に連結され、
前記導電層は、ＳＡＣ系を含む、請求項１４に記載の発光素子パッケージ。 - 相互離隔して配置される第１〜第４フレームと、
前記第１〜第４フレームを支持する本体と、
前記本体の上に配置される複数の発光素子と、を含み、
前記第１及び第２フレームは、それぞれ第１及び第２貫通ホールを含み、
前記第１貫通ホールと前記第２貫通ホールは、第１方向及び前記第１方向と垂直な第２方向に離隔し、
前記第３フレームは、前記第１フレームの第１貫通ホールと前記第２方向に重なる第３貫通ホールと、前記第１フレームの第１貫通ホールと前記第１方向に重なる第４貫通ホールとを含み、
前記第４フレームは、前記第３フレームの第４貫通ホールと前記第１方向に重なる第５貫通ホールと、前記第２フレームの第２貫通ホールと前記第２方向に重なる第６貫通ホールとを含み、
前記第３フレームの前記第３貫通ホールと前記第４貫通ホールの間の連結領域は、前記第３及び第４貫通ホールの上面の最大幅より狭い最小幅を有し、
前記第４フレームの前記第５貫通ホールと前記第６貫通ホールの間の連結領域は、前記第５及び第６貫通ホールの上面の最大幅より狭い最小幅を有し、
前記複数の発光素子は、前記第１貫通ホールと前記第３貫通ホールの間、前記第４貫通ホールと前記第５貫通ホールの間、及び前記第６貫通ホールと前記第２貫通ホールの間に配置される発光素子パッケージ。 - 回路基板と、
前記回路基板に、１つまたは複数の発光素子パッケージが配置され、
前記発光素子パッケージは、請求項１から３のいずれかに記載の発光素子パッケージである光源装置。
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