KR100606550B1 - 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 제너 다이오드를 기판에 집적하고, 그 기판을 이용하여 발광 소자 패키지를 구현함으로써, 발광 소자의 내전압 특성을 향상시킬 수 있으며, 패키지 제조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 형광체가 포함된 페이스트를 패키지에 실장된 발광 소자에 도포하여 백색 광원을 포함한 다양한 파장의 광을 방출하는 발광원을 구현할 수 있는 효과가 있다.

발광소자, 패키지, 제너다이오드, 확산층, 페이스트

Description

발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법 { Light emitting device package and method for fabricating the same }

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 단면도

도 2는 종래 기술에 따른 표면 실장형 패키지의 사시도

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도

도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 하부 기판을 제조 공정을 설명하기 위한 단면도

도 5a 내지 5f는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 상부 기판을 제조 공정을 설명하기 위한 단면도

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도

도 7은 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 사시도

도 8은 본 발명에 따라 발광 소자 패키지의 실장용 관통홀 측벽에 반사막에 광이 반사되는 경로를 도시한 개념도

도 9는 본 발명에 따라 발광 소자 패키지의 실장용 관통홀 내부에 형광체가 포함된 페이스트가 도포된 상태를 도시한 개략적인 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100,200 : 기판 111a,111b : 관통홀

120a,120b : 전극라인 130a,130b : 전극단자

150a,150b,240a,240b : 확산층 210a,210b : 식각용 마스크층

220 : 실장용 관통홀 230a,230b : 확산 마스크층

250 : 반사막 270 : 발광 소자

300 : 페이스트

본 발명은 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제너 다이오드를 기판에 집적하고, 그 기판을 이용하여 발광 소자 패키지를 구현함으로써, 발광 소자의 내전압 특성을 향상시킬 수 있으며, 패키지 제조를 단순화시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

직접 천이형 화합물 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써, 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하다.

이러한 기술의 발달로 디스플레이 소자뿐만 아니라 광통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL; Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.

이러한 목적으로 발광소자를 응용하기 위해서는 소자의 동작 전압이 낮아야 하고 발광효율과 휘도가 높아야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 단면도로서, 종래의 발광 다이오드는 기판(10) 상부에 n-반도체층(11), 활성층(12)과 p-반도체층(13)이 순차적으로 적층되어 있고; 상기 p-반도체층(13)에서 n-반도체층(11) 일부까지 메사(Mesa) 식각되어 있고; 상기 p-반도체층(13) 상부에 투명전극(14)이 형성되어 있고; 상기 메사 식각된 n-반도체층(11) 상부에 n-전극(15)이 형성되어 있고; 상기 투명전극(14) 상부에 p-전극(16)이 형성되어 있는 구성으로 이루어진다.

이러한, 발광 다이오드는 외부회로에서 p-전극(16)과 n-전극(15) 사이에 전압이 인가되면, p-전극(16)과 n-전극(15)으로 정공과 전자가 주입되고, 활성층(12)에서 정공과 전자가 재결합하면서 여분의 에너지가 광으로 변환되어 투명전극 및 기판을 통하여 외부로 방출하게 된다.

즉, 발광소자는 외부회로에서 p-전극(16)과 n-전극(15) 사이에 전압이 인가되면 p-전극(16)과 n-전극(15)으로 정공과 전자가 주입되고, 활성층(12)에서 정공과 전자가 재결합하면서 여분의 에너지가 광으로 변환되어 투명전극 및 기판을 통 하여 외부로 방출하게 된다.

이때, 외부회로와 전기적으로 연결된 p-전극(16)과 n-전극(15)으로 정전기 및 서지전압이 입력되어 과도한 전류가 흐르게 되면, 반도체 층이 손상을 입게 되어 사용할 수 없게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 정전압 소자를 발광 소자와 전기적으로 연결하여 과도 전류가 발생시 바이패스시킴으로써, 발광 소자칩의 파괴를 방지하게 된다.

정전압 소자로 사용되는 제너 다이오드는 제너 항복(Zener breakdown)을 이용하는 소자로 다이오드를 제조할 때, 불순물 농도를 매우 높게 하면 공핍층(Space charge region)의 폭이 좁아지게 되므로 작은 역방향 전압에서도 강한 전계가 발생하게 된다.

이렇게 발생된 강한 전계는 격자의 공유결합을 끊어서 다수의 자유 전자와 정공을 만들어서 저항을 작게 만들고, 전압은 거의 변하지 않은 채 급격한 역방향 전류를 흐르게 한다.

한편, 종래의 패키지는, 패키지의 일측 리드 프레임에 컵 모양의 만곡부를 형성하고, 만곡부 내에 발광 소자가 본딩된 히트싱크(Heat sink)를 다이 본딩하고, 패키지의 타측 리드 프레임에 정전압 소자를 다이본딩하고 정전압 소자와 발광 소자 및 리드 프레임을 와이어 본딩하는 방법을 사용한다.

이러한, 패키지는 컵모양의 만곡부를 형성하여야 하고, 정전압 소자를 전기적으로 연결함으로써, 전기적 및 광학적 특성이 저하되고, 제조 비용이 많이 소요 되는 문제점이 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 표면 실장형 패키지의 사시도로서, 하부 세라믹 기판(50)과; 상기 하부 세라믹 기판(50) 상부에 본딩되고, 중앙 영역에 관통홀이 형성되어 있는 상부 세라믹 기판(60)과; 상기 관통홀 내부의 하부 세라믹 기판 상부에 접합되어 있는 발광 다이오드로 구성된다.

즉, 하부 세라믹 기판(50)은 펀칭 기술 또는 레이저 기술을 응용하여 비아(Via)를 형성하고 스크린 프린팅 기술을 이용하여 비아를 도전성 물질로 채우고, 기판의 상부면과 하부면에 금속막을 패터닝하여 비아를 통하여 전기적으로 연결되게 된다.

그러므로, 하부 세라믹 기판(50)은 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 비아홀들(52a,52b)이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 비아홀들(52a,52b)과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인(51a,51b)과 하부에 한 쌍의 전극단자(53a,53b)이 형성되어 있는 구성으로 이루어진다.

그리고, 상부 세라믹 기판(60)도 펀칭 또는 레이저 기술을 이용하여 발광 다이오드(100)가 장착될 캐비티(Cavity)를 형성하기 위한 관통홀(61)을 형성한다.

따라서, 상부 세라믹 기판(60)은 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀(61)이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀(61) 내부로 상기 한 쌍의 전극라인(51a,51b)의 일부를 노출시키며 상기 하부 세라믹 기판(50) 상부에 본딩되어 있는 구성으로 이루어진다.

그러나, 패키지를 구성하는 상부 기판과 하부 기판은 세라믹 기판으로 구성 되어 있으므로, 내전압 특성이 취약한 발광 다이오드를 내전압으로부터 보호하려면 제너다이오드 칩을 별도로 장착하여야 하는 바, 이 제너 다이오드 칩을 별도로 제조하는 공정 및 패키징 하는 공정이 추가적으로 필요하여 제조 경비 및 패키지 크기가 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 제너 다이오드를 기판에 집적하고, 그 기판을 이용하여 발광 소자 패키지를 구현함으로써, 발광 소자의 내전압 특성을 향상시킬 수 있으며, 패키지 제조를 단순화시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 형광체가 포함된 페이스트를 패키지에 실장된 발광 소자에 도포하여 백색 광원을 포함한 다양한 파장의 광을 방출하는 발광원을 구현할 수 있는 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는,

상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있는 하부 기판과;

제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 본딩되어 있는 상부 기판과;

상기 상부 기판 하부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층과;

상기 실장용 관통홀을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 플립칩 본딩되어 있는 발광 소자로 구성된 발광 소자 패키지가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는,

상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있는 하부 기판과;

제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 본딩되어 있는 상부 기판과;

상기 하부 기판 상부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층과;

상기 실장용 관통홀 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 플립칩 본딩되어 있는 발광 소자로 구성된 발광 소자 패키지가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는,

상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있는 하부 기판을 만드는 단계와;

제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 하부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고 상호 이격되어 있는 확산층이 형성되어 있는 상부 기판을 만드는 단계와;

상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 상부 기판을 본딩하는 단계와;

상기 실장용 관통홀을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 발광 소자를 플립칩 본딩하는 단계를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지 제조 방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 4 양태(樣態)는,

상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있고, 제 1 극성을 갖으며, 상부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층이 형성되어 있는 하부 기판을 만드는 단계와;

중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키는 상부 기판을 만드는 단계와;

상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 상부 기판을 본딩하는 단계와;

상기 실장용 관통홀을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 발광 소자를 플립칩 본딩하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도로서, 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인(120a,120b)과 하부에 한 쌍의 전극단자(130a,130b)가 형성되어 있는 하부 기판(100)과; 제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀(220)이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀(220) 내부로 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판(100) 상부에 본딩되어 있는 상부 기판(200)과; 상기 상부 기판(200) 하부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층(240a,240b)과; 상기 실장용 관통홀(220)을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)에 플립칩 본딩되어 있는 발광 소자(270)로 구성된다.

여기서, 상기 기판(200)의 제 1 극성이 n타입이면, 상기 확산층(240a,240b)의 제 2 극성은 p타입이므로, 기판(200)의 하부면에는 이격되어 있는 한 쌍의 PN 제너 다이오드가 형성되어 있는 것이다.

그러므로, 상기 한 쌍의 PN 제너 다이오드는 상기 발광 소자(270)와 한 쌍의 전극라인(120a,120b)에 의해 전기적으로 연결되어 있으므로, 내전압 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 하부 기판을 제조 공정 을 설명하기 위한 단면도로서, 도 4a에 도시된 바와 같은 기판(100)을 준비한다.

그 다음, 상기 기판(100)에 상호 이격되어 있는 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)을 형성한다.(도 4b)

여기서, 상기 기판(100)은 실리콘 기판이 바람직하다.

연이어, 상기 한 쌍의 관통홀들(111a,111b) 내부에 도전성 물질을 충진한다.(도 4c)

마지막으로, 상기 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)과 각각 전기적으로 연결되도록, 상기 기판(100) 상부에 한 쌍의 전극라인(120a,120b)과 상기 기판(100) 하부에 한 쌍의 전극단자(130a,130b)를 형성한다.(도 4d)

도 5a 내지 5f는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 상부 기판을 제조 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 도 5a와 같은 제 1 극성을 갖는 기판(200)을 준비한다.

여기서, 상기 기판(200)이 제 1 극성을 갖으려면, 상기 기판(200)은 n타입 또는 p타입 불순물이 포함되어야 한다.

그 후, 상기 기판(200)의 상부 중앙 영역을 제외한 상부면 및 하부면에 식각용 마스크층(210a,210b)을 형성한다.(도 5b)

이어서, 상기 식각용 마스크층(210a,210b)이 형성되지 않은 기판의 중앙 영역을 식각하여 실장용 관통홀(220)을 형성한다.(도 5c)

이 때, 상기 실장용 관통홀(220)이 형성된 후, 상기 식각용 마스크층(210a,210b)은 제거한다.

마지막으로, 이격되어 있는 한 쌍의 기판 하부면을 제외한, 상기 기판(200)의 상부면 및 하부면에 확산 마스크층(230a,230b)을 형성하고, 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물을 상기 이격되어 있는 한 쌍의 기판 하부면에 주입하고 확산시켜, 상호 이격되어 있는 확산층(240a,240b)을 형성하고, 상기 확산 마스크층(230a,230b)을 제거한다.(도 5d)

여기서, 상기 기판(200)의 제 1 극성이 n타입이면, 상기 확산층(240a,240b)의 제 2 극성은 p타입이므로, 기판(200)의 하부면에는 이격되어 있는 한 쌍의 PN 제너 다이오드가 형성된다.

이 후, 선택적인 공정을 더 수행할 수 있는 바, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 기판(200)의 실장용 관통홀(220)의 내측면에 반사막(250)을 형성한다.

전술된 공정으로 상부기판과 하부기판의 제조가 완성되면, 상기 실장용 관통홀(220) 내부로 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판(100) 상부에 상부 기판을 본딩한다.

그 후, 상기 실장용 관통홀(220)을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)에 발광 소자를 플립칩 본딩하여 패키지 제조를 완성시킨다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도로서, 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인(120a,120b)과 하부에 한 쌍의 전극단자(130a,130b)가 형성되어 있고, 제 1 극성을 갖는 하부 기판(100)과; 기판의 중앙 영역에 실장용 관통 홀(220)이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀(220) 내부로 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판(100) 상부에 본딩되어 있는 상부 기판(200)과; 상기 하부 기판(200) 상부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층(150a,150b)과; 상기 실장용 관통홀(220) 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)에 플립칩 본딩되어 있는 발광 소자(270)로 구성된다.

본 발명의 제 2 실시예에서는 상기 확산층(150a,150b)을 하부 기판(200) 상부면에 형성하는 한 쌍의 PN 제너 다이오드를 형성함으로써, 발광 소자의 내전압 특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 제 2 실시예의 발광 소자 패키지를 제조하려면, 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들(111a,111b)과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인(120a,120b)과 하부에 한 쌍의 전극단자(130a,130b)가 형성되어 있고, 제 1 극성을 갖으며, 상부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층(150a,150b)이 형성되어 있는 하부 기판(100)을 만드는 단계와; 중앙 영역에 실장용 관통홀(220)이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀(220) 내부로 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)의 일부를 노출시키는 상부 기판(200)을 만드는 단계와; 상기 실장용 관통홀(220) 내부로 상기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판(100) 상부에 상부 기판(200)을 본딩하는 단계와; 상기 실장용 관통홀(220)을 통하여 노출된 상 기 한 쌍의 전극라인(120a,120b)에 발광 소자(270)를 플립칩 본딩하는 단계를 수행하면 된다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예의 패키지에서는 한편, 패키지의 상부 기판을 몰딩 수지를 이용하여 제조할 수 있는데, 즉, 상부 기판 형상을 갖는 틀이 구비된 금형 내부에 몰딩 수지를 성형하면, 상부 기판의 형상이 만들어진다.

그리고, 다른 방법으로, 상기 상부 기판을 세라믹 기판으로 사용할 수 있는데, 이경우, 실장용 관통홀은 레이저 가공으로 경사진 측벽을 형성할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 사시도로서, 하부 기판(100) 상부에 상부 기판(200)이 본딩되어 있고, 상기 상부 기판(200)의 실장용 관통홀(220) 내부에는 발광 소자(270)가 삽입되어 하부 기판(100) 상부에 본딩되어 있다.

그리고, 상기 하부 기판(100) 또는 상부 기판에는 확산층(미도시)이 형성되어 있어 제너 다이오드가 형성되어 있다.

도 8은 본 발명에 따라 발광 소자 패키지의 실장용 관통홀 측벽에 반사막에 광이 반사되는 경로를 도시한 개념도로서, 발광 소자(270) 상부로 방출되는 광은 패키지 상부로 출사되며, 발광 소자(270) 측면으로 방출되는 광도 상부 기판(200)의 실장용 관통홀(220)의 측벽에 형성된 반사막(250)에서 반사되어 패키지 상부로 출사된다.

그리고, 상기 반사막(250)이 형성되어 있지 않아도, 상기 실장용 관통홀 측벽이 경사져 있으면, 이 경사진 측벽이 미러(Mirror)면이 되어 발광 소자(270) 측면으로 방출되는 광을 패키지 상부로 반사시킬 수 있다.

그러므로, 상부 기판(200)의 실장용 관통홀(220) 측벽에 반사막(250)이 형성되어 있으면, 패키지 외부로 출사되는 광량을 증가시킬 수 있는 것이다.

여기서, 상기 반사막은 Ag, Al과 Mo 중 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명에 따라 발광 소자 패키지의 실장용 관통홀 내부에 형광체가 포함된 페이스트가 도포된 상태를 도시한 개략적인 단면도로서, 발광 소자(270)가 실장된 후, 상기 발광 소자(270)를 감싸도록, 상부 기판(200)의 실장용 관통홀(220)에 형광체가 포함된 페이스트(300)를 도포한다.

여기서, 상기 형광체는 발광 소자에서 방출되는 광의 파장을 전환시킬 수 있게 된다.

예를 들어, 발광 소자에서 방출되는 광이 청색광이고, 상기 형광체가 녹색 형광체 및 적색 형광체이면, 발광 소자에서 방출된 청색광이 녹색 형광체 및 적색 형광체에 입사되면, 녹색광 및 적색광으로 파장 전환되어 외부로 방출되고, 형광체에 입사되지 못한 청색광은 그대로 외부로 방출됨으로, 외부로는 청색광, 녹색광과 적색광이 합쳐진 백색광이 방출되는 것이다.

그러므로, 백색 광원을 비롯한 다양한 파장의 광을 방출하는 발광원을 구현할 수 있다.

그리고, 상기 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체와 노란색 형광체 파우더 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 제너 다이오드를 기판에 집적하고, 그 기판을 이용하여 발광 소자 패키지를 구현함으로써, 발광 소자의 내전압 특성을 향상시킬 수 있으며, 패키지 제조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 형광체가 포함된 페이스트를 패키지에 실장된 발광 소자에 도포하여 백색 광원을 포함한 다양한 파장의 광을 방출하는 발광원을 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (19)

1. 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있는 하부 기판과;

   제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 본딩되어 있는 상부 기판과;

   상기 상부 기판 하부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층과;

   상기 실장용 관통홀을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 플립칩 본딩되어 있는 발광 소자로 구성된 발광 소자 패키지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 기판은,

   실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
3. 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있는 하부 기판과;

   제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 본딩되어 있는 상부 기판과;

   상기 하부 기판 상부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층과;

   상기 실장용 관통홀 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 플립칩 본딩되어 있는 발광 소자로 구성된 발광 소자 패키지.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 하부 기판은,

   실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실장용 관통홀의 측벽은,

   경사져 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실장용 관통홀의 측벽에는,

   반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 반사막은,

   Ag, Al과 Mo 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 상부 기판은,

   몰딩 수지로 성형되어 만들어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 발광 소자를 감싸도록, 상부 기판의 실장용 관통홀에 도포된 형광체가 포함된 페이스트막이 더 구비된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 형광체는,

    청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체와 노란색 형광체 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
11. 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있는 하부 기판을 만드는 단계와;

    제 1 극성을 갖으며, 기판의 중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 하부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고 상호 이격되어 있는 확산층이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키는 상부 기판을 만드는 단계와;

    상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 상부 기판을 본딩하는 단계와;

    상기 실장용 관통홀을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 발광 소자를 플립칩 본딩하는 단계를 포함하여 구성된 발광 소자 패키지 제조 방법.
12. 상호 이격되어 있고, 내부에 도전성 물질이 충진된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상부에 한 쌍의 전극라인과 하부에 한 쌍의 전극단자가 형성되어 있고, 제 1 극성을 갖으며, 상부면에 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물이 확산되어 있고, 상호 이격되어 있는 확산층이 형성되어 있는 하부 기판을 만드는 단계와;

    중앙 영역에 실장용 관통홀이 형성되어 있고, 상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키는 상부 기판을 만드는 단계와;

    상기 실장용 관통홀 내부로 상기 한 쌍의 전극라인의 일부를 노출시키며 상기 하부 기판 상부에 상부 기판을 본딩하는 단계와;

    상기 실장용 관통홀을 통하여 노출된 상기 한 쌍의 전극라인에 발광 소자를 플립칩 본딩하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 하부 기판을 만드는 단계는,

    기판에 상호 이격되어 있는 한 쌍의 관통홀들을 형성하는 공정과,

    상기 한 쌍의 관통홀들 내부에 도전성 물질을 충진하는 공정과,

    상기 한 쌍의 관통홀들과 각각 전기적으로 연결되도록, 상기 기판 상부에 한 쌍의 전극라인과 상기 기판 하부에 한 쌍의 전극단자를 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 상부 기판을 만드는 단계는,

    제 1 극성을 갖는 기판의 상부 중앙 영역을 제외한 상부면 및 하부면에 식각용 마스크층을 형성하는 공정과;

    상기 식각용 마스크층이 형성되지 않은 기판의 중앙 영역을 식각하여 실장용 관통홀을 형성하고, 식각용 마스크층을 제거하는 공정과;

    이격되어 있는 한 쌍의 기판 하부면을 제외한, 상기 기판의 상부면 및 하부면에 확산 마스크층을 형성하고, 상기 제 1 극성과 반대의 제 2 극성 불순물을 상기 이격되어 있는 한 쌍의 기판 하부면에 주입하고 확산시켜, 상호 이격되어 있는 확산층을 형성하고, 상기 확산 마스크층을 제거하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상부 기판은,

    형상을 갖는 틀이 구비된 금형 내부에 몰딩 수지로 성형하여 만드는 것을 특 징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 발광 소자를 플립칩 본딩하는 단계 후에,

    상기 발광 소자를 감싸도록, 상부 기판의 실장용 관통홀에 형광체가 포함된 페이스트를 도포하는 공정이 더 구비된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 형광체는,

    청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체와 노란색 형광체 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
18. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 실장용 관통홀의 측벽에는,

    반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
19. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 확산층이 형성된 기판은,

    실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.

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