JP6038458B2 - 紫外線発光素子パッケージ - Google Patents

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Description

本発明は、紫外線発光素子パッケージに関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、ＧａＡｓ系列、ＡｌＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、及びＩｎＧａＡｌＰ系列などの化合物半導体材料を用いて発光源を構成することができる。
このような発光ダイオードは、パッケージ化されて多様な色を放出する発光素子パッケージに用いられており、発光素子パッケージはカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器などの多様な分野に光源として使われている。
特に、紫外線発光ダイオード（ＵＶ ＬＥＤ）の場合、２４５ｎｍ〜４０５ｎｍの波長帯に分布している光を発生する発光ダイオードであって、上記波長帯で、短波長の場合は殺菌、浄化などに使われて、長波長の場合は露光器または硬化器などに使用できる。
しかしながら、紫外線発光ダイオードは発光時に多い熱が発生して素子不良がもたらされ、動作信頼性が落ちて、放熱のためにパッケージのサイズを大きくする場合、集積度及び経済性が低くなる。
本発明の目的は、新たな構造を有する発光素子パッケージを提供することにある。
本発明の他の目的は、放熱性が確保され、波長に関わらず汎用に適用可能な紫外線発光素子パッケージを提供することにある。
本発明の一態様は、キャビティが形成されているセラミック胴体、上記キャビティの内に形成された紫外線発光ダイオード、上記セラミック胴体の上に形成され、上記キャビティを囲む支持部材、及び上記支持部材と結合し、上記キャビティを覆うガラスフィルムを備える。
本発明の一態様によれば、紫外線発光素子パッケージにおいて、セラミック胴体を適用して放熱性が向上し、セラミック胴体の上に直接ガラスフィルムを付着して他の構成要素無しで製造工程が単純化されて製造費用が低減される。
また、セラミック胴体とガラスフィルムとの接着が別途のレーザーや熔接無しで接着剤及びねじ結合により形成されることによって、組立が容易である。
また、２４５ｎｍ〜４０５ｎｍの波長帯の紫外線発光ダイオードを全て適用することができるので、波長帯別にパッケージを別途に製造しないので、汎用使用が可能である。
本発明の第１実施形態に従う発光素子パッケージの上面図である。 図１の発光素子パッケージをI−I′により切断した断面図である。 図１の発光ダイオードの断面図である。 図１の発光素子パッケージをII−II′により切断した断面図である。 図４の点線領域の多様な適用例を示す図である。 本発明の第２実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。 本発明の第３実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。 本発明の第４実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。 本発明の第５実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。 本発明の第６実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。 本発明の第７実施形態に従う発光素子パッケージの斜視図である。
以下、添付した図面を参考にして本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は種々の相異する形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「備える」とするとき、これは特別に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外するものでなく、他の構成要素をさらに含む乃至備えることができることを意味する。
そして、図面で本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、多数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して表し、明細書の全体に亘って類似の部分に対しては類似の図面符号を与える。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとするとき、これは他の部分の“真上に”ある場合だけでなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“真上に”あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、図１乃至図５を参考にして本発明の第１実施形態に従う発光素子パッケージを説明する。
図１は本発明の第１実施形態に従う発光素子パッケージの断面図であり、図２は図１の発光素子パッケージをI−I′により切断した断面図であり、図３は図１の発光ダイオードの断面図であり、図４は図１の発光素子パッケージをII−II′により切断した断面図であり、図５は図４の点線領域の多様な適用例を図示したものである。
図１乃至図３を参照すると、上記発光素子パッケージ１００は、胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極３１及び第２電極３２とを備える。
また、上記発光素子パッケージは１００は、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、及び上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５とを備える。
上記胴体１０は、複数個の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが積層されて形成され、各々の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄはセラミック素材で構成される。上記胴体１０は、上記セラミック絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが同時焼成される低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）、または高温焼成セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）であって、各々の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの間に設計によって金属パターンが共に形成できる。
上記胴体１０を形成するセラミック絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは窒化物または酸化物であり、熱伝導性を向上させるために、好ましくは窒化物でありうる。
上記セラミック絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、またはＡｌＮであり、好ましくは窒化アルミニウムでありうる。
上記胴体１０には上部が開放されるようにキャビティ１５が形成される。
上記キャビティ１５は、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの設計により形成され、図２及び図４のように、第１絶縁層１０ａは基底絶縁層としてパターンが形成されず、第２絶縁層１０ｂ及び第３絶縁層１０ｃは発光ダイオード２０を実装できるように中央領域が開放されて形成される。第４絶縁層１０ｄは第３絶縁層１０ｃの上に第３絶縁層１０ｃより大きい広さの開放領域を有して形成されてキャビティ１５を形成する。
図２及び図４の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの設計は一実施形態であって、これに限定されず、複数の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの設計によって発光ダイオード２０が実装できるキャビティ１５が形成される。
上記キャビティ１５は、カップ形状、凹容器形状などで形成され、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの間のパンチングなどにより形成されることによって、底面に対して垂直な側面を有する。
また、上記キャビティ１５を上から見た形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状でありうる。
上記絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの間には上記第１電極３１及び第２電極３２が形成される。上記第１電極３１及び上記第２電極３２は、正極と負極に電気的に分離されて、上記発光ダイオード２０に電源を提供することができる。一方、上記発光ダイオード２０の設計によって、上記第１及び第２電極３１、３２の他に複数個の電極が形成され、これに対して限定するものではない。
上記第１及び第２電極３１、３２は多層構造で形成される。例えば、上記第１及び第２電極３１、３２は、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）が順次に積層されたＴｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ層でありうる。
即ち、上記第１及び第２電極３１、３２の最下層にはチタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタリウム（Ｔａ）のように、上記絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの接着力に優れる材質が積層され、上記第１及び第２電極３１、３２の最上層には金（Ａｕ）のように、ワイヤー（Wire）などが容易に付着され、電気伝導性に優れる材質が積層され、上記第１及び第２電極３１、３２の最上層と最下層との間には白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）などで形成される拡散防止層（diffusion barrier layer）が積層されるが、これに対して限定しない。
上記第１及び第２電極３１、３２は、上記絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの焼結前にパタニングされて上記絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと共に積層され、同時焼成されることで、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの間に配置される。
また、上記第１電極３１は第３絶縁層１０ｃの上に露出されており、上記第３絶縁層１０ｃを貫通するビアで上記第２絶縁層１０ｂの上の金属パターンと連結されて胴体１０の側面に沿って胴体１０の底面の第１パッド３１ａと連結される。
上記第２電極３２は、第２絶縁層１０ｂにより露出される第１絶縁層１０ａの上から延びて上記胴体１０の側面に沿って上記胴体１０の底面の第２パッド３２ａと連結される。
上記第１パッド及び第２パッド３１ａ、３２ａは、外部から各々の電流の印加を受けて上記第１電極及び第２電極３１、３２に電流を印加する。上記第１電極及び第２電極３１、３２の構成はこれに限定されず、互いに分離されており、上記絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの間に形成できる多様な構成を除外しない。
また、図２のように、第２電極３２と電気的に連結され、第３絶縁層１０ｃの上に形成されるダミー電極３３をさらに含むことができる。上記ダミー電極３３が形成されている場合、上記発光ダイオード２０の以外の素子の電気的な連結に使用できる。
上記第２電極３２は、上記第１絶縁層１０ａの露出された領域、即ち、キャビティ１５の底面に形成されることによって、上記発光ダイオード２０を実装する実装パッドとして機能する。
そして、上記第１電極３１はワイヤー２２を介して上記発光ダイオード２０の上面と電気的に連結できる。
一方、上記第１及び第２電極３１、３２の混同無しで区分するために、上記胴体１０にはカソードマーク（cathode mark）（図示せず）が形成され、これに対して限定するものではない。
上記胴体１０の上面の第１電極３１及び第２電極３２の上には上記反射層（図示せず）が形成される。
上記発光ダイオード２０は上記胴体１０の上に搭載され、上記発光ダイオード２０は上記キャビティ１５の内に搭載される。
上記発光ダイオード２０は、上記発光素子パッケージ１００の設計によって少なくとも１つが上記胴体１０の上に搭載される。上記発光素子パッケージ１００が複数個搭載された場合、複数個の発光素子パッケージ１００に電源を供給する複数個の電極及び複数個の反射層が形成され、これに対して限定するものではない。
上記発光ダイオード２０は、上記胴体１０の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの上に直接搭載されるか、第１または２電極３１、３２の上に電気的に接着できる。
上記発光ダイオード２０は紫外線発光ダイオードであって、２４５ｎｍ乃至４０５ｎｍ帯の波長を有する紫外線発光ダイオードでありうる。即ち、２８０ｎｍ内外の短波長紫外線を放出したり、３６５または３８５ｎｍの長波長紫外線を放出する発光ダイオード２０が全て適用できる。
発光ダイオード２０は、ワイヤーボンディング、ダイボンディング、フリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式はチップ種類及びチップの電極位置によって変更できる。
発光ダイオード２０は、III族とＶ族元素の化合物半導体、例えばＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌｌｎＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓなどの系列の半導体を用いて製造された半導体発光素子を選択的に含むことができる。
上記発光ダイオード２０は、第２電極３２に伝導性接着剤で付着され、ワイヤー２２で第１電極３１に電気的に連結できる。
このような発光ダイオード２０は垂直型発光素子と命名し、図３のように伝導性支持基板２１と、ボンディング層２３と、第２導電型半導体層２５と、活性層２７と、第１導電型半導体層２９とを備える。
伝導性支持基板２１は、金属または電気伝導性半導体基板で形成される。
基板２１の上にはIII族−Ｖ族窒化物半導体層が形成されるが、半導体の成長装備は、電子ビーム蒸着器、ＰＶＤ（physical vapor deposition）、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ＰＬＤ（plasma laser deposition）、二重型の熱蒸着器（dual-type thermal evaporator）スパッタリング（sputtering）、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）などにより形成され、このような装備に限定するものではない。
伝導性支持基板２１の上にはボンディング層２３が形成される。ボンディング層２３は、伝導性支持基板２１と窒化物半導体層を接着されるようにする。また、伝導性支持基板２１は、ボンディング方式でないメッキ方式により形成されることもでき、この場合、ボンディング層２３は形成されないこともある。
ボンディング層２３の上には第２導電型半導体層２５が形成され、第２導電型半導体層２５はボンディング層２３と伝導性支持基板２１を通じて第２電極３２と電気的に連結される。
第２導電型半導体層２５は、III族−Ｖ族化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうち、少なくとも１つで形成される。第２導電型半導体層２５には第２導電型ドーパントがドーピングされ、第２導電型ドーパントはｐ型ドーパントであって、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを含む。
第２導電型半導体層２５は、例えば、ＮＨ３、ＴＭＧａ（または、ＴＥＧａ）、及びＭｇのようなｐ型ドーパントを含んだガスを供給して所定厚さのｐ型ＧａＮ層で形成される。
第２導電型半導体層２５は、所定領域に電流拡散（current spreading）構造を含む。電流拡散構造は、垂直方向への電流拡散速度より水平方向への電流拡散速度が高い半導体層を含む。
電流拡散構造は、例えば、ドーパントの濃度または伝導性の差を有する半導体層を含むことができる。
第２導電型半導体層２５は、その上の他の層、例えば、活性層２７に均一な分布で拡散されたキャリアを供給できる。
第２導電型半導体層２５の上には活性層２７が形成される。活性層２７は単一量子井戸または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造で形成される。活性層２７の一周期はＩｎＧａＮ／ＧａＮの周期、ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮの周期、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮの周期、またはＡｌＧａＮ／ＧａＮの周期を選択的に含むことができる。
第２導電型半導体層２５と活性層２７との間には第２導電型クラッド層（図示せず）が形成される。第２導電型クラッド層はｐ型ＧａＮ系半導体で形成される。第２導電型クラッド層は井戸層のエネルギーバンドギャップより高いバンドギャップを有する物質で形成される。
活性層２７の上には第１導電型半導体層２９が形成される。第１導電型半導体層２９は、第１導電型ドーパントがドーピングされたｎ型半導体層で具現できる。ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどの化合物半導体のうち、いずれか１つからなることができる。第１導電型ドーパントはｎ型ドーパントであって、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのうち、少なくとも１つを添加できる。
第１導電型半導体層２９は、例えば、ＮＨ３、ＴＭＧａ（または、ＴＥＧａ）、及びＳｉのようなｎ型ドーパントを含んだガスを供給して所定厚さのｎ型ＧａＮ層を形成することができる。
また、第２導電型半導体層２５はｐ型半導体層、第１導電型半導体層２９はｎ型半導体層で具現できる。発光構造物は、ｎ−ｐ接合構造、ｐ−ｎ接合構造、ｎ−ｐ−ｎ接合構造、ｐ−ｎ−ｐ接合構造のうち、いずれか１つの構造で具現できる。以下、実施形態の説明のために、半導体層の最上層は第１導電型半導体層２９をその例にして説明する。
第１導電型半導体層２９の上には第１電極または／及び電極層（図示せず）が形成される。電極層は酸化物または窒化物系列の透光層、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＴＯＮ（indium tin oxide nitride）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、ＩＺＯＮ（indium zinc oxide 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、ＮｉＯの物質のうちから選択されて形成される。電極層は電流を拡散させることができる電流拡散層として機能することができる。
また、電極層は反射電極層であり、反射電極層は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ、及びこれらの選択的な組合により構成された物質のうちで形成される。第１電極は単層または多層構造の金属層を含むことができ、例えば、金属層はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうちの少なくとも１つまたは合金で形成される。
上記発光ダイオード２０は、複数個が上記胴体１０の上に搭載されることもできる。
上記発光ダイオード２０は、第２電極３２の上に搭載されて電気的に連結され、上記ワイヤー２２により上記第１電極３１に電気的に連結される。
例えば、上記ワイヤー２２は、上記第１電極３１に一端が接合され、他端が上記発光ダイオード２０に接合されるが、これに対して限定するものではない。
上記キャビティ１５は別途の封止材で充填されず、非活性気体で詰められる。即ち、窒素などの非活性気体で詰められることで、水分及び酸素などの環境的要因から発光ダイオード２０を保護する。
上記胴体１０の上には上記キャビティ１５を覆い、ハードガラスフィルム（hard glass film）で透光フィルム８０が形成される。
上記透光フィルム８０は、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２または光学ガラス（Ｎ−ＢＫ７○Ｒ）の透明な物質で形成され、ＳｉＯ２の場合、クォーツ結晶またはUV Fused Silicaでありうる。
また、上記透光フィルム８０は低鉄分ガラス（low iron glass）でありうる。
上記胴体１０の最上段の第４絶縁層１０ｄの上に上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５が形成されている。
上記支持部材９５は、胴体１０のキャビティ１５と透光フィルム８０との間に所定の離隔距離を満たすために上記胴体１０の上に形成されている。
上記支持部材９５は、上記第４絶縁層１０ｄと同一物質として一体化して形成されることができ、これとは異なり、別途の物質、例えば金属で形成されて上記第４絶縁層１０ｄに付着できる。
上記支持部材９５は、上記第４絶縁層１０ｄの上に上記第４絶縁層１０ｄの開放領域を囲むリング型（ring type）またはフレーム型（frame type）で形成される。
この際、上記透光フィルム８０は、上記支持部材９５の上面とレーザーまたは半田づけ熔接無しで接着剤などにより付着されることで、製造工程及び単価が低くなる。
以下、図４及び図５を参考して、本発明の第１実施形態に従う透光フィルム８０と支持部材９５の付着方式について説明する。
図４を参考すると、本発明の第１実施形態に従う発光素子パッケージ１００は、支持部材９５の上面と透光フィルム８０を貫通する結合ピン９１を有する。
詳細に説明すると、上記支持部材９５に上記結合ピン９１が挿入される支持溝１１が形成され、上記透光フィルム８０は上記支持溝１１と整列し、上記結合ピン９１が挿入されるガラスホール８１を有する。
上記結合ピン９１は、図４のように、ピンヘッド８５及びピン胴体８７で形成され、ピンヘッド８５の直径がピン胴体８７の直径より大きく、ピン胴体８７がピンヘッド８５から遠ざかるほど直径が小さくなる円錐形に形成される。
上記ピンヘッド８５の直径は上記ガラスホール８１の直径より大きいように形成され、上記ガラスホール８１及び上記支持溝１１が上記ピン胴体８７と嵌合されるように形成されることによって、上記透光フィルム８０と支持部材９５を結合する。
図４では、上記ピンヘッド８５の形状を半球形に形成したが、これとは異なり、上面が平平な平面を有することもでき、断面が円形だけでなく多角形であることもある。
また、図５のａのように、上記結合ピン９１のピン胴体８７ａは上記ピンヘッド８５から遠ざかるほど直径が小さくなる円錐形を有し、上記円錐形の表面にねじ突起が形成され、上記支持溝１１とガラスホール８１の側面に上記ねじ突起と結合されるねじ溝が形成されて上記結合ピンと上記支持溝１１及びガラスホール８１がねじ結合して結合できる。
また、図５のｂのように、上記結合ピン９１のピン胴体８７ｂは、上記ピンヘッド８５から終端まで同一な直径を有する柱形を有することができ、上記柱形の表面にねじ突起が形成され、上記支持溝１１とガラスホール８１の側面に上記ねじ突起と結合されるねじ溝が形成されて上記結合ピン９１と上記支持溝１１及びガラスホール８１がねじ結合して結合できる。
このように、上記結合ピン９１は多様な形態に形成されることができ、上記透光フィルム８０を貫通して上記支持部材９５と結合することによって、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５とを結合する。
この際、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５の上面との間には接着剤（図示せず）が塗布されており、上記接着剤はＡｇペースト、ＵＶ接着剤、Ｐｂ−ｆｒｅｅ低温ガラス、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などでありうる。
このように、セラミック胴体１０を使用して放熱性を確保することによって、従来の紫外線波長によって放熱のためにパッケージのサイズが拡張されていた問題点を解決することによって、発光ダイオード２０の波長に関わらず同一なパッケージ構造を適用することができるので、波長に関わらずパッケージの汎用使用が可能である。
以下、図６を参考して、本発明の第２実施形態による発光素子パッケージを説明する。
図６の発光素子パッケージ１００Ａは、セラミック胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極及び第２電極（図示せず）とを備える。
また、上記発光素子パッケージ１００Ａは、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５Ａとを備える。
上記図６の発光素子パッケージ１００Ａの胴体１０、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、発光ダイオード２０、電極の構成は、図１乃至図３の発光素子パッケージ１００と類似するので、詳細な説明は省略する。
図６を参考すると、本発明の第２実施形態に従う発光素子パッケージ１００Ａの支持部材９５Ａは、上記透光フィルム８０がスライドされるガラス溝９６が形成される。
上記ガラス溝９６は、上記胴体１０に向ける内方側壁に形成されており、上記透光フィルム８０の厚さより大きいか等しい高さを有して形成される。
上記ガラス溝９６に沿って上記透光フィルム８０が側方向にスライドされて上記キャビティ１５を封入する。
上記ガラス溝９６の内には接着剤（図示せず）が塗布される。
上記接着剤は、Ａｇペースト、ＵＶ接着剤、Ｐｂ−ｆｒｅｅ低温ガラス、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などでありうる。
このように、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５Ａがスライド結合するように支持部材９５Ａの内側面に溝９６が形成され、その間に接着剤が塗布されて結合がより強固になる。
以下、図７を参考して、本発明の第３実施形態による発光素子パッケージを説明する。
図７の発光素子パッケージ１００Ｂは、セラミック胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極及び第２電極（図示せず）とを備える。
また、上記発光素子パッケージ１００Ｂは、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５Ｂとを備える。
上記図７の発光素子パッケージ１００Ｂの胴体１０、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、発光ダイオード２０、電極の構成は、図１乃至図３の発光素子パッケージ１００と類似するので、詳細な説明は省略する。
図７を参考すると、本発明の第２実施形態に従う発光素子パッケージ１００Ｂは、透光フィルム８０と付着されて上記支持部材９５Ｂとねじ結合するガラスケース８８を含む。
上記ガラスケース８８は、上部に内方に透光フィルム８０が置かれるステップ構造（step structure）を含み、下部に外方に上記支持部材９５Ｂとねじ結合するためのステップ構造を含む。
上記下部に形成されているステップ構造の側壁には、上記支持部材９５Ｂとねじ結合するねじ溝が形成されている。
上記支持部材９５Ｂは、上部にガラスケース８８と結合するステップ構造を含み、上記ステップ構造の側壁に上記ガラスケース８８のねじ溝とねじ結合するねじ突起９７が形成されている。
上記支持部材９５Ｂと上記透光フィルム８０との結合は、上記透光フィルム８０と一体化されているガラスケース８８を上記支持部材９５Ｂとねじ結合することによって形成できる。
この際、上記ガラスケース８８は上記透光フィルム８０と同一な材質で同時に形成されることによって一体化することができ、これとは異なり、上記ガラスケース８８と接着されている金属部材で形成できる。
上記透光フィルム８０が付着されているガラスケース８８と上記支持部材９５Ｂによりねじ結合だけで簡単に透光フィルム８０を発光素子パッケージに付着することができる。
以下、図８を参考して、本発明の第４実施形態による発光素子パッケージを説明する。
図８の発光素子パッケージ１００Ｃは、セラミック胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極及び第２電極（図示せず）とを備える。
また、上記発光素子パッケージ１００Ｃは、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５Ｃとを備える。
上記図８の発光素子パッケージ１００Ｃの胴体１０、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、発光ダイオード２０、電極の構成は、図１乃至図３の発光素子パッケージ１００と類似するので、詳細な説明は省略する。
図８を参考すると、本発明の第４実施形態に従う発光素子パッケージ１００Ｃは、支持部材９５Ｃの上面から突出している複数の結合突起９８及び上記結合突起９８と整列し、上記結合突起９８が挿入される透光フィルム８０の複数の結合溝８２を含む。
上記結合突起９８は、上記支持部材９５Ｃと同一な物質で形成される。
上記透光フィルム８０の結合溝８２に上記支持部材９５Ｃの結合突起９８が係止されることで、上記透光フィルム８０によりキャビティ１５が封入され、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５Ｃの上面との間には接着剤９２が塗布されている。
上記接着剤９２は、Ａｇペースト、ＵＶ接着剤、Ｐｂ−ｆｒｅｅ低温ガラス、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などでありうる。
このように、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５Ｃが係止されており、間に接着剤９２が塗布されて結合がより強固になる。
以下、図９を参考して、本発明の第５実施形態による発光素子パッケージを説明する。
図９の発光素子パッケージ１００Ｄは、セラミック胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、そして上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極及び第２電極（図示せず）とを備える。
また、上記発光素子パッケージ１００Ｄは、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５Ｄとを備える。
上記図９の発光素子パッケージ１００Ｄの胴体１０、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、発光ダイオード２０、電極の構成は、図１乃至図３の発光素子パッケージ１００と類似するので、詳細な説明は省略する。
図９を参考すると、本発明の第５実施形態に従う発光素子パッケージ１００Ｄは、胴体の上に形成されている透光フィルム８０のうち、上記支持部材９５Ｄの上面と着く領域に複数の接着ホール８３を含む。
上記透光フィルム８０と支持部材９５Ｄの上面との間には接着剤８４が塗布されている。
上記接着剤８４は、Ａｇペースト、ＵＶ接着剤、Ｐｂ−ｆｒｅｅ low temperature glass、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などであり、上記接着剤８４の塗布後、上記透光フィルム８０と支持部材９５Ｄを押圧することによって、上記接着ホール８３を上記接着剤８４で埋め立てた後、硬化する。
このように、上記接着剤８４で上記接着ホール８３を埋め立てた後、上記接着剤８４を硬化することで、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５Ｄとの間に接着剤８４により付着しながらも、上記接着ホール８３と接着剤８４との間の物理的な結合を誘導して結合をより強固にすることができる。
図９では、透光フィルム８０に複数の接着ホール８３が形成されることと記載したが、これとは異なり、接着溝が形成され、上記接着剤８４が上記接着溝を埋め立てることもでき、接着ホール８３の構成は多様に形成することができる。
図１０は、本発明の第６実施形態による発光素子パッケージの断面図である。
図１０の発光素子パッケージ１００Ｅは、セラミック胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極及び第２電極（図示せず）とを備える。
また、上記発光素子パッケージ１００Ｅは、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、及び上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５Ｅとを備える。
上記図１０の発光素子パッケージ１００Ｅの胴体１０、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、発光ダイオード２０、電極の構成は、図１乃至図３の発光素子パッケージ１００と類似するので、詳細な説明は省略する。
図１０を参考すると、本発明の第６実施形態に従う発光素子パッケージ１００Ｅは、上記キャビティ１５の下部の胴体１０の内部に上記発光ダイオード２０から放出される熱を放熱部材９０に伝達するための複数の放熱ホール１４が形成される。
上記放熱ホール１４は、キャビティ１５の底面から上記放熱部材９０までの胴体１０を貫通し、上記発光ダイオード２０の下部にも形成される。
上記放熱部材９０は、上記胴体１０より熱伝導性の高い物質で具現されることができ、上記放熱ホール１４は、第１絶縁層１０ａのセラミックを焼結前にパンチングして形成する。
図１０では、上記放熱ホール１４の内部に空間を形成することによって、熱が対流を通じても伝達できるように形成したが、これとは異なり、上記放熱ホール１４の内部を上記胴体１０の材質より熱伝導性の高い物質で埋め立てて形成することができる。
この際、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５Ｅとの接着は、図４乃至図９のいずれか１つの実施形態を適用できるが、図１０のように、透光フィルム８０にガラス突起８６が形成され、支持部材９５Ｅの上面に上記ガラス突起８６と整列する突起溝９９が形成されてガラス突起８６と上記突起溝９９との嵌合により接着できる。
この際、上記支持部材９５Ｅの上面と上記透光フィルム８０との間には接着剤８７がさらに形成されることができ、上記透光フィルム８０と上記支持部材９５Ｅとの間に突起８６と溝９９により固定しながらも上記接着剤８７により結合をより強固にすることができる。
図１１は、本発明の第７実施形態による発光素子パッケージの斜視図である。
図１１の発光素子パッケージ１００Ｆは、セラミック胴体１０と、上記胴体１０の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオード２０と、上記胴体１０の上に配置されて、上記発光ダイオード２０と電気的に連結された第１電極及び第２電極（図示せず）とを備える。
また、上記発光素子パッケージ１００Ｆは、上記発光ダイオード２０を保護する透光フィルム８０と、及び上記透光フィルム８０を支持する支持部材９５とを備える。
上記図１１の発光素子パッケージ１００Ｆの胴体１０、絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、発光ダイオード２０、電極の構成は、図１乃至図３の発光素子パッケージ１００と類似するので、詳細な説明は省略する。
図１１の発光素子パッケージ１００Ｆの発光ダイオード２０は、紫外線発光ダイオードであり、２４５ｎｍ乃至４０５ｎｍ帯の波長を有する発光ダイオード２０でありうる。即ち、２８０ｎｍ内外の短波長紫外線を放出したり、３６５または３８５ｎｍの長波長紫外線を放出する発光ダイオード２０が全て適用できる。
紫外線発光ダイオード２０は、第１電極３１に伝導性接着剤で付着され、ワイヤー２２により第２電極３２に電気的に連結できる。発光ダイオード２０は、ワイヤーボンディング、ダイボンディング、フリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式はチップ種類及びチップの電極位置によって変更できる。
この際、上記キャビティ１５の内に上記紫外線発光ダイオード２０と電気的に連結されている有色発光ダイオード３０及びツエナーダイオード３５をさらに含む。
上記有色発光ダイオード３０は、青色、緑色、または赤色発光ダイオードであり、図１１のように、紫外線発光ダイオード２０と同一に第２電極３２の上に搭載されて上記第２電極３２と電気的に連結され、上記第１電極３１とワイヤー（図示せず）を通じて連結できる。
上記有色発光ダイオード３０と上記紫外線発光ダイオード２０が並列連結されている場合、上記有色発光ダイオード３０は、上記紫外線発光ダイオード２０と同一に動作して有色の光を放出することによって、上記紫外線発光ダイオード２０が動作するか否かを肉眼で識別可能にする。
これとは異なり、上記有色発光ダイオード３０は、別個の電極（図示せず）から電源の印加を受けて上記紫外線発光ダイオード２０が動作する開始点で発光後、発光しないパルス型発光動作を遂行することもできる。
一方、上記キャビティ１５の内に図１１のように、ツエナーダイオード３５を含むことによって、逆電流が流れる場合、逆電流をツエナーダイオード３５に流してくれることで、紫外線発光ダイオード２０を保護することができる。上記ツエナーダイオード３５は、図１１のように、ダミー電極３３の上に配置され、別途の端子から電源の印加を受けることができる。
図１１のように、キャビティ１５の内に有色発光ダイオード３０とツエナーダイオード３５を紫外線発光ダイオード２０と共に配置することができ、上記胴体１０と透光フィルム８０との結合方法は、図４乃至図１０のうちのいずれか１つ方法を適用することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (22)

  1. 複数のセラミック絶縁層を有し、前記複数のセラミック絶縁層がキャビティを形成している胴体と、
    前記キャビティの内に形成された紫外線発光ダイオードと、
    前記胴体に互いに離隔しており、前記紫外線発光ダイオードと電気的に連結されている第１及び第２電極と、
    前記第２電極と電気的に連結されているダミー電極と、
    前記胴体の上に形成され、前記キャビティを囲む支持部材と、
    前記支持部材と結合し、前記キャビティを覆うガラスフィルムと
    を備え、
    前記第１及び第２電極は、互いに異なる前記セラミック絶縁層の上で前記発光ダイオードと電気的に連結され、
    前記セラミック絶縁層は、前記キャビティの底面に露出された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上の第２絶縁層と、前記第２絶縁層の一部を露出する第３絶縁層とを備え、
    前記第１電極は、前記第３絶縁層の上に露出され、
    前記第１電極は、前記第３絶縁層を貫通するビアにおいて金属パターンと連結され、
    前記金属パターンは、前記第２絶縁層の上及び前記胴体の側面に設けられ、
    前記金属パターンは、前記胴体の底面に設けられている第１パッドと連結され、
    前記第２電極は、前記第１絶縁層の上に露出され、
    前記第２電極は、前記胴体の側面に設けられ、
    前記第２電極は、前記胴体の底面に設けられている第２パッドと連結され、
    前記ダミー電極は、前記第３絶縁層の上に露出されている、紫外線発光素子パッケージ。
  2. 前記キャビティの側面は層状構造を有し、
    前記第１電極はキャビティの側面に露出されており、
    前記第２電極はキャビティの底面に露出されている、請求項１に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  3. 前記第１及び第２電極は複数の層で形成されている、請求項１に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  4. 前記第１及び第２電極は、前記セラミック絶縁層と交互に形成されている、請求項３に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  5. 前記支持部材の上面に少なくとも１つの結合突起を有し、前記ガラスフィルムは前記結合突起と嵌合する少なくとも１つの結合溝を有する、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  6. 前記支持部材の上面に少なくとも１つの結合溝を有し、前記ガラスフィルムは前記結合溝に嵌合する少なくとも１つの結合突起を有する、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  7. 前記発光素子パッケージは、前記ガラスフィルムと前記支持部材を固定する少なくとも１つの固定ピンをさらに備える、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  8. 前記ガラスフィルムは、前記固定ピンを通過させる少なくとも１つの貫通ホールを有する、請求項７に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  9. 前記固定ピンは、前記ガラスフィルムの貫通ホールの直径より大きい直径を有するピンヘッド、及び前記ピンヘッドから延びて前記貫通ホールと嵌合するピン胴体を有する、請求項８に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  10. 前記ピン胴体は表面にねじ突起を有する、請求項９に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  11. 前記ピン胴体は、前記ピンヘッドから一定の直径を有して延びている、請求項１０に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  12. 前記支持部材の上面と前記ガラスフィルムとの間に接着部材が形成されている、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  13. 前記接着部材はＵＶ接着剤を含む、請求項１２に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  14. 前記ガラスフィルムは、前記接着部材で埋め立てられる少なくとも１つの接着ホールをさらに有する、請求項１３に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  15. 前記支持部材の内側面に前記ガラスフィルムをスライドする溝がさらに形成されている、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  16. 前記胴体は、前記キャビティの底面から前記胴体の底面まで延びる少なくとも１つの放熱ホールを有する、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  17. 前記支持部材は、前記胴体と一体形成されている、請求項１に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  18. 前記胴体の前記キャビティの内に前記紫外線発光ダイオードの動作を表示する有色発光ダイオードをさらに備える、請求項１に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  19. 前記ガラスフィルムを囲み、前記支持部材とねじ結合するガラスケースをさらに備える、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  20. 前記胴体は、複数の前記セラミック絶縁層が同時焼結されて形成されている、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  21. 前記胴体の前記キャビティの内に前記紫外線発光ダイオードに流れる過電流を流すツエナーダイオードをさらに備える、請求項４に記載の紫外線発光素子パッケージ。
  22. 前記ツエナーダイオードは、前記ダミー電極と連結されている、請求項２１に記載の紫外線発光素子パッケージ。
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