KR100832956B1 - 측면발광반도체 발광장치 - Google Patents

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Abstract

측면발광반도체 발광장치(10)는 기판(12)을 포함하고, 기판(12)에는 불투광성 및 반사성을 갖는 수지로 형성된 케이스(14)가 설치된다. 기판(12)의 표면에는 전극(18A) 및 (18B)가 형성되며, 이 전극(18A) 및 (18B)에 LED 칩이 본딩된다. 기판(12)과 케이스(14) 사이에는 투광성수지(16)가 충전되며, 이에 의해 LED 칩(20)이 몰드된다. 측면발광반도체 발광장치(10)의 발광면은, 투광성 수지(16)로 형성된 면(16a), 면(16b) 및 면(16b)와 대향하는 면으로 형성된다. 또, 이 발광면은 조면으로 형성된다. 이 때문에, LED 칩으로부터 출력되는 광 및 케이스(14)에서 반사된 광은 발광면에서 산란된다.

Description

측면발광반도체 발광장치{EDGE-EMITTING LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 본 발명의 일실시예를 나타내는 도해도.
도 2(a)는 도 1에 나타내는 발광장치의 IIA-IIA 단면도.
도 2(b)는 도 1에 나타내는 발광장치의 IIB-IIB 단면도.
도 3(a)는 도 1에 나타내는 발광장치의 제조에 사용되는 연속기판 및 연속케이스를 나타내는 도해도.
도 3(b)는 연속기판에 연속케이스를 접착한 적층체를 나타내는 도해도.
도 4(a)는 적층체를 제조하는 공정을 나타내는 도해도.
도 4(b)는 적층체에 금형을 밀어붙이는 공정을 나타내는 도해도.
*도 4(c)는 금형이 밀어붙여진 적층체에 투광성수지를 주입하는 공정을 나타내는 도해도.
도 4(d)는 적층체를 다이싱하는 공정을 나타내는 도해도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도해도.
도 6(a)는 도 5에 나타내는 발광장치 VIA-VIA 단면도.
도 6(b)는 도 5에 나타내는 발광장치 VIB-VIB 단면도.
도 7(a)는 도 5에 나타내는 발광장치의 제조에 사용되는 연속기판 및 연속케이스를 나타내는 도해도.
*도 7(b)는 연속기판에 연속케이스를 접착하는 적층체를 나타내는 도해도.
도 8(a)는 적층체를 제조하는 공정을 나타내는 도해도.
도 8(b)는 적층체에 금형을 밀어붙이는 공정을 나타내는 도해도.
도 8(c)는 금형이 밀어붙여진 적층체에 투광성수지를 주입하는 공정을 나타내는 도해도.
도 8(d)는 적층체를 다이싱하는 공정을 나타내는 도해도.
도 9는, 도 5에 나타내는 발광장치의 변형예를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 그 외의 실시예를 나타내는 단면도.
도 11(a)는 도 10에 나타내는 발광장치의 XA-XA 단면도.
도 11(b)는 도 10에 나타내는 발광장치의 XB-XB 단면도.
도 12는 도 11에 나타내는 LED 칩을 나타내는 도해도.
도 13(a)는 전극에 본딩된 LED 칩 및 DB 페이스를 상방으로부터 본 도해도.
도 13(b)는 전극에 본딩된 LED 칩 및 DB 페이스트를 발광면측(정면측)으로부터 본 도해도.
도 13(c)는 전극에 본딩된 LED 칩 및 DB 페이스트를 측면으로부터 본 도해도.
도 13(d)는 전극에 본딩된 LED 칩 및 DB 페이스트를 발광면의 반대측(배면 측)으로부터 본 도해도.
도 14(a)는 기판에 형성되는 전극의 일예를 나타내는 도해도.
도 14(b)는 전극에 LED 칩을 장착한 상태를 나타내는 도해도.
도 15(a)는 도 10에 나타내는 발광장치의 제조에 사용되는 연속기판 및 연속케이스를 나타내는 도해도.
도 15(b)는 연속기판에 연속케이스를 접착한 적층체를 나타내는 도해도.
도 16(a)는 적층체를 제조하는 공정을 나타내는 도해도.
도 16(b)는 적층체에 금형을 밀어붙이는 공정을 나타내는 도해도.
도 16(c)는 금형이 밀어붙여진 적층체에 투광성수지를 주입하는 공정을 나타내는 도해도.
도 16(d)는 적층체를 다이싱하는 공정을 나타내는 도해도.
도 17(a)는 종래의 측면발광반도체 발광장치의 일예를 나타내는 도해도.
도 17(b)는 도 17(a)에 나타내는 측면발광반도체 발광장치의 XVIB-XVIB단면도.
도 18(a)는 배경기술로 되는 측면발광반도체 발광장치의 일예를 나타내는 도해도.
도 18(b)는 도 18(a)에 나타내는 측면발광반도체 발광장치의 XVIIB-XVIIB 단면도.
도 19(a)는 도 18(a)에 나타내는 측면발광반도체 발광장치를 제조하는 때에 연속기판에 연속케이스를 접착하는 공정을 나타내는 도해도.
도 19(b)는 연속기판에 접착된 연속케이스에 금형을 밀어붙이게 하는 공정을 나타내는 도해도.
도 19(c)는 금형이 밀어붙여진 연속케이스에 투광성 수지를 주입하는 공정을 나타내는 도해도.
본 발명은 측면발광반도체 발광장치 및 그 제조방법에 관하고, 특히 예를 들면 LED 칩을 기판상의 전극에 본딩한, 측면발광반도체 발광장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 이러한 종류의 측면발광반도체 발광장치 및 그 제조방법의 일예가, 일본국 평성 5년 11월 26일자로 출원 공개된 일본국 특개평 5-315651호[H01L 33/00]에 개시되어 있다.
해당 제조방법으로 제조된 반도체 발광소자(1)를 도 17(a)에 나타낸다.
도 17(a)에 의하면, LED 칩(43)은 기판(42)의 표면에 형성된 전극(42a) 및 전극(42b)에 본딩된다.
투명합성수지(44)는, LED 칩(43)을 덮도록 형성된다.
도 17(a)의 XVIB-XVIB 단면도인 도 17(b)로부터도 알 수 있는 바와 같이, 투명합성수지(44)의 상면은 매끄럽고, 또한 발광면(45)으로 향함에 따라 팽창되어 있다.
또한, 투명합성수지(44)와 끼워 맞춤하는 오목부를 갖는 커버체(46)가, 투명합성수지(44)를 덮도록 형성된다.
커버체(46)는 불투광성 및 반사성을 갖는 수지로 형성되며, LED 칩(43)으로부터 발광면(45)과는 다른 방향으로 발광된 광은 이 커버체(46)에 의해 반사된다.
따라서, 반사한 광도 발광면(45)으로부터 출력되어, 이에 의해 측면방향으로의 발광효율이 개선된다.
그러나, 이 종래기술에서는, LED 칩(43)과 전극(42b) 사이를 전기적으로 접속하기 위해 금선(본딩 와이어)(43a)이 발광면(45)에 대하여 수직방향으로 본딩되므로, 반도체발광소자(1)의 폭방향의 길이(W)가 반도체 발광소자(1)의 안쪽방향의 길이(D) 보다 짧게 된다.
또, 발광면(45)은 반도체 발광소자(41)의 1개 측면의 일부밖에 형성되어 있지 않으므로, 발광영역이 좁다.
이 때문에, 반도체 발광소자(1)를 휴대전화기 등의 전자기기의 액정 디스플레이(LCD)의 백라이트로서 사용하는 때에는, 비교적 다수의 반도체 발광소자(1)를 도광판에 설치하여, 이른바 어두운(dark)부분의 발생을 방지할 필요가 있다.
이를 회피하기 위해, 본원 출원인은 앞서 출원한 일본국 특원평 11-124410호에 있어서, 도 18(a)에 나타내는 바와 같은 칩형 반도체발광소자(51)를 제안하고 있다.
도 18(a)에 의하면, 기판(53)에는 전극(53a) 및 (53b)가 형성되며, 전극(53a) 및 (53b)에 LED 칩(55)이 본딩된다.
결국, 도 18(a)의 XVIIB-XVIIB 단면도인 도 18(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, LED 칩(55)은 본딩 페이스트(이하,「DB 페이스트」라 한다.)(61)에 의해 전극(53a)에 다이본딩되며, 또한, 본딩와이어(55a)에 의해 전극(53b)에 와이어 본딩된다.
불투광성 및 반사성을 갖는 수지로 형성된 리플렉터(케이스)(57)는 LED 칩(55)을 둘러싸도록 기판(53)상에 설치되며, 기판(53)과 케이스(57)에 의해 형성된 개구부분에 투광성 수지(59)가 충전된다.
도 18(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 본딩와이어(55a)는 칩형 반도체소자(51)의 폭방향과 거의 평행으로 본딩되며, 이에 의해 발광면이 넓게 된다.
또, 도 18(a)에 있어서, 투광성수지(59)로 형성된 면(59a), 면(59b) 및 면(59b)에 대향하는 면이 발광면으로 된다.
그러나, 이 칩형 반도체발광소자(51)에서는, 발광면을 넓게 할 수는 있지만, 면(59a)에 경면(鏡面)가공을 시행하고 있기 때문에, 제조가 곤란하다.
결국, 이 칩형반도체 발광소자(51)를 제조하는 때에는, 한번에 1000개 정도 제조할 수 있도록, 기판(53)이 연속적으로 형성된 연속기판(61) 및 케이스(57)가 연속적으로 형성된 연속케이스(63)가 사용된다.
먼저, 이 연속기판(61)과 연속케이스(63)가 접착되며, 그 단면은 도 19(a)와 같이 나타낸다.
도 19(a)∼도 19(c)에서는 연속기판(61)은 횡방향으로만 연속하도록 나타내고 있지만, 연속기판(61)은 지면에 대하여 수직방향으로도 연속하고 있다.
또, 연속케이스(63)에 포함되는 부재(63a)는 횡방향으로 소정간격으로 형성되며, 부재(63a)의 단면은 T자 형상으로 형성된다.
또한, 연속케이스(63)는, 연속기판(61)과 마찬가지로 지면에 대하여 수직방향으로도 연속한다.
결국, 부재(63a)는 단면이 T자로 되도록 봉(棒)형상으로 형성된다.
단, 각각의 부재(63a)는 도시하지 않은 단부에서 상호 연결되며, 이에 의해 연속케이스(63)가 형성된다.
연속기판(61)과 연속케이스(63)가 접착되면, 도 19(b)에 나타내는 바와 같이 금형(71)이 접착되며, 도 19(c)에 나타내는 바와 같이 투광성 수지(59)가 주입된다.
투광성수지(59)가 경화하면, 금형(71)이 분리되며, 도 19(c)의 점선으로 나타내는 위치에서 다이싱된다.
또, 지면에 평행한 방향에 있어서도, 칩형 반도체 발광소자(51)의 폭마다 다이싱된다.
이에 의해 복수의 칩형 반도체발광소자(51)가 얻어진다.
발광면을 형성하는 면(59a)은, 금형(71)의 볼록부(71a)의 금속면에 의해 경면에 가공된다.
그러나, 금형(71)의 볼록부(71a)는 각각의 부재(63a) 사이에 존재하는 0.3∼0.5mm 정도의 간격(73)에 수용할 필요가 있으므로, 금형(71)의 위치결정이 곤란하다.
또, 볼록부(71a)는 대단히 얇기 때문에, 파손되기 쉽다.
또한, 금형(71)은 투광성수지(59)가 경화된 후에 분리할 필요가 있으며, 마찰에 의해 금형(71)을 빼기 어렵다.
또, 도 18(a)에 나타내는 면(59a)은 경면가공되므로, LED 칩(55)으로부터 출력되는 광이 굴절되고 말아, 측면방향으로의 발광강도가 약하게 된다.
또한, 도 18(a) 및 도 18(b)로부터 알 수 있는 바와 같이 케이스(57)가 기판(53)에 접하는 면적이 적어, 재료의 상이함으로부터 케이스(57)와 투광성수지(59)의 밀착성도 좋지 않다.
이 때문에, 외부로부터의 충격에 의해 케이스(57)가 용이하게 분리되고 만다.
또한, LED 칩(55)은 전극(53a)상에 DB 페이스트(61)로 다이본딩되므로, LED 칩(55)의 하부(베이스)가 DB 페이스트(61)에 의해 덮여진다.
이 때문에, LED 칩(55)의 베이스부분으로부터 출력되는 광이 DB 페이스트(61)에 의해 차단되어, 발광효율이 저하된다.
본 발명의 주된 목적은, 발광강도를 향상시킬 수 있는, 측면발광반도체 발광장치 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 케이스가 분리되는 것을 방지할 수 있는, 측면발광반도체 발광장치 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 그 외의 목적은, 소망의 발광방향으로의 발광효율을 개선할 수가 있는, 측면발광반도체 발광장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 측면발광반도체 발광장치는, 전극이 형성된 기판 ; 전극에 본딩된 LED 칩 ; 및 LED 칩을 몰드하는 투광성 수지를 구비하고, 투광성수지는 기판에 직교함과 동시에 조면(粗面)으로 형성된 발광면을 갖는다. 기판에 직교하는 발광면을 조면으로 형성하는 것에서, LED 칩으로부터 출력된 광은 발광면에서 산란한다. 이에 의해 발광강도가 향상된다. 발광면은, 바람직하게는 다이싱에 의해 형성된다.
본 발명에 관한 측면발광반도체 발광장치의 제조방법은, 다음의 단계를 구비한다. (a) 개구가 대향하는 2개의 리플렉터를 LED 칩이 장착된 기판상에 실장하고 ; (b) 개구의 대향부에 투명수지를 주입하고 ; (c) 경화한 투명수지 및 기판을 대향부에서 다이싱한다.
제조된 측면발광형 반도체 발광장치는, 투명수지의 다이싱면을 발광면으로 한다.
다이싱에 의해 발광면은 조면으로 되며, LED 칩으로부터 출력된 광은 발광면에서 산란된다. 이에 의해 발광강도가 향상된다.
본 발명에 따른 측면발광반도체 발광장치는, 전극이 형성된 기판 ; 기판상에 본딩된 LED 칩 ; LED 칩을 몰드하는 투광성수지 ; 및 LED 칩으로부터 발광된 광을 반사하는 리플렉터를 구비하고, 투광성수지는 볼록부를 갖고, 리플렉터는 볼록부와 끼워 맞춤하는 오목부를 갖는다.
볼록부와 오목부가 맞춤하는 것에 의해, 투광성수지와 리플렉터가 일체화된 다.
이에 의해, 리플렉터가 용이하게 분리되는 일은 없다.
오목부를 리플렉터의 한쪽 주면으로부터 다른쪽 주면으로 향하여 직경이 확대된 관통구멍으로 하면, 한쪽 주면으로부터 다른쪽 주면으로 향하는 외력이 리플렉터에 가해진다 하여도, 리플렉터가 용이하게 분리되는 일은 없다.
바람직하게는, 한쪽 주면은 투광성수지에 접하는 면이며, 다른쪽 주면은 외부로 노출하는 면이다.
LED 칩이 칩 상면으로부터 연장되는 본딩와이어를 갖는 경우에, 오목부를 LED 칩의 직상에 형성하도록 하면, 본딩와이어가 오목부에 수용되어, 측면발광반도체 발광장치의 높이를 억제할 수가 있다.
본 발명에 따른 측면발광반도체 발광장치의 제조방법은, 다음의 단계를 구비한다 ; (a) 오목부를 형성한 리플렉터를 기판상에 실장하고, (b) 오목부의 내면을 포함하는 리플렉터의 표면에 부착한 유기물을 제거하고, (c) 리플렉터와 기판 사이에 오목부 내에 이를 때까지 투광성 수지를 주입한다.
유기물을 제거하는 것에 의해 투광성수지는 오목부 내에 용이하게 침입하여, 리플렉터 및 투광성수지의 밀착성이 높아진다.
리플렉터와 투광성 수지가 일체화하는 것으로, 리플렉터의 이탈이 방지된다.
바람직하게는, 유기물은 UV 세정에 의해 제거된다.
본 발명에 따른 측면발광반도체 발광장치는, 전극이 형성된 기판 ; 및 본딩페이스트에 의해 전극에 본딩되는 LED 칩을 구비하고, LED 칩은, 투명한 베이스와 그 위에 형성된 발광층을 갖고, 또한 본딩페이스트의 도포위치로부터 발광면측으로 편위(deviate)된 위치에 장착된다.
발광층이 발광시킨 광은, 투명한 베이스를 통하여 발광면으로부터 출력된다.
LED 칩은 본딩페이스트의 도포위치로부터 발광면측으로 편위된 위치에 장착되므로, 베이스가 본딩페이스트에 의해 덮여지는 일은 없고, 이에 의해 발광효율이 개선된다.
전극은, 바람직하게는, LED 칩의 장착위치로부터 발광면과 반대방향으로 편위된 중심을 갖는 도포영역을 포함한다.
이와같이 하는 것으로, 본딩페이스트의 도포위치를 용이하게 결정할 수가 있다.
전극은, 또한 바람직하게는, 도포영역 보다도 발광면측에 형성되는 보조영역과, 도포영역 및 보조영역을 접속하는 폭이 좁은 연결부를 또한 포함한다.
보조영역을 형성하는 것으로 LED 칩이 전극에 확실히 본딩된다.
또, 도포영역과 보조영역을 폭이 좁은 연결부에 의해 접속하는 것으로, 도포영역에 도포된 본딩 페이스트가 용이하게 보조영역에 침입하는 일은 없다.
도포영역의 중심을 기판의 중심으로부터 발광면과 반대방향으로 편위되도록 하면, LED 칩의 장착위치를 종래와 같게 할 수가 있다.
본 발명의 상술한 목적, 그 외의 목적, 특징 및 이점은, 도면을 참조하여 행하는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 일층 명확하게 될 것이다.
도 1을 참조하여, 본 실시예의 측면발광반도체 발광장치(이하, 단순히 「발광장치」라 한다.)(10)는, 예를 들면 글래스 에폭시로 형성된 절연성기판(이하, 단순히「기판」이라 한다.)(12)을 포함한다.
기판(12)상에는, 불투광성 및 반사성을 갖는 수지로 형성된 리플렉터(케이스)(14)가 설치된다.
기판(12)에는 리드(전극)(18a) 및 (18b)가 형성되며, 도 1의 IIA-IIA 단면도인 도 2(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 전극(18a)에는 반도체발광소자(LED 칩)(20)가 DB 페이스트(도시생략)에 의해 다이본딩된다.
또, 도 1의 IIB-IIB 단면도인 도 2(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 전극(18b)과 LED 칩(20)이 금선과 같은 본딩와이어(22)로 전기적으로 접속된다.
전극(18a)은 또한, 기판(12)의 측면에 설치된 스루홀(12a)을 통하여 기판(14)의 표면으로부터 이면까지 연속적으로 형성되며, 프린트기판(도시생략)에 직접 장착되어 전기적으로 접속할 수 있는 구조로 되어 있다.
도시는 생략되었지만, 전극(18b)도 마찬가지로 구성된다.
기판(12)과 케이스(14) 사이에는 에폭시수지와 같은 투광성수지(16)가 충전되며, 이에 의해 LED 칩(20)이 몰드된다.
또, 도 1, 도 2(a) 및 도 2(b)에서는, 전극(18a) 및 (18b)는 두께를 나타내고 있지만, 실제로는 박막상으로 형성된다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스루홀(12a)은, 기판(12)의 표면측에 있어서 전극(18a)에 의해 덮여진다.
이에 의해, 몰드시에 투광성수지(16)가 기판(12)의 이면측으로 흘러 들어가는 것이 방지된다.
도시는 생략하였지만, 전극(18b)측도 같은 모양으로 구성된다.
도 2(a) 및 2(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 본딩와이어(22)는 발광장치(10)의 폭방향(W)과 거의 평행하게 본딩된다.
또, 발광면은, 면(16a), 면(16b) 및 면(16b)에 대향하는 면이며, 투광성 수지(16)에 의해 형성된다.
또한, 이 발광면은, 기판(12)에 직교하고 또한 조면으로 형성된다.
이 때문에, LED 칩(20)으로부터 출력되는 광 및 케이스(14)에서 반사된 광은 발광면에서 산란된다.
결국, 발광영역이 실질적으로 확대되어, 발광강도가 향상된다.
도 3(a)를 참조하여, 연속기판(30)은 기판(12)이 연속적으로 복수형성된 기판이며, 연속케이스(32)는 케이스(14)가 연속적으로 복수 형성된 케이스이다.
이와 같은 연속기판(30) 및 연속케이스(32)가, 발광장치(10)의 제조에 사용된다.
*연속기판(30)에는, 도시는 생략하였지만, 제조하는 발광장치(10)의 개수(이 실시예에서는, 1000개 정도)에 대응하는 전극(18a) 및 (18b)이 연속적으로 형성됨과 동시에, 제조하는 발광장치(10)의 개수에 대응하는 LED 칩(20)이 본딩되어 있다.
연속케이스(32)는 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 연속기판(30)에 적층되며, 이에 의해 적층체(34)가 얻어진다.
도 3(b)의 IVA-IVA 단면도인 도 4(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 연속케이스(32)에 포함되는 부재(32a)의 단면은 T자 형상으로 형성되며, 복수의 부재(32a)가 소정간격으로 횡방향으로 형성된다.
또, 부재(32a)는, 지면에 직교하는 방향으로도 연속하고 있다.
결국, 부재(32a)는, 단면이 T자 형상으로 되도록 봉형상으로 형성된다.
또한, 도 3(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 부재(32a)는 단부에 있어서 상호 연결되며, 이에 의해 1개의 연속케이스(32)가 형성된다.
또한, 연속케이스(32)는, T자의 세로봉의 저변에 상당하는 부분에서 연속 기판(30)에 접착된다.
적층체(34)가 얻어지면, 연속케이스(32)가 UV 세정된다.
구체적으로는, 연속기판(30)과 연속케이스(32)가 접착된 상태로, 소정시간(예를 들면 3분간)에 걸쳐 자외선이 조사된다.
이와 같은 UV 세정에 의해 연속케이스(32)[케이스(14)]의 표면에 부착한 유기물이 제거되며, 케이스(14)와 투광성수지(16)의 밀착성이 개선된다.
결국, 유기물과 케이스(14) 사이의 결합상태가 제거되며, 주입되는 투광성수지(16)와 케이스(14)가 결합하기 쉽게 된다.
*UV 세정이 종료하면, 연속기판(30)과 연속케이스(32)에 의해 형성된 개 구(34)가 상호 대향하는 부분(대향부분)(38)에 투광성수지(16)가 주입된다.
구체적으로는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같은 평판상으로 형성된 금형(36)이 연속케이스(32)의 상면에 밀어붙여지며, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 투광성 수지(16)가 대향부분(38)에 주입된다.
주입이 완료되고, 투광성수지(16)가 경화하면, 금형(36)이 연속케이스(32)로부터 분리된다.
투광성수지(16)가 충전된 적층체(34)는, 도 4(c)의 점선으로 나타내는 위치에서 다이싱 소(도시생략)에 의해 다이싱된다.
적층체(34)는, 투광성수지(16)를 주입한 후의 도 3(B)의 IVD-IVD 단면도인 도 4(d)로부터 알 수 있는 바와 같이, 케이스(14)[발광장치(10)]의 폭마다에도 다이싱된다.
이에 의해, 도 1에 나타내는 발광장치(10)가 복수개 얻어진다.
발광장치(10)의 발광면은 다이싱에 의해 형성되므로, 발광면에는 다이싱 소의 블레이드의 조도(거침도)에 따른 미세한 요철이 형성된다.
LED 칩(20)으로부터 출력되는 광은, 이 미세한 요철에 의해 발광면에서 산란된다.
본 실시예에 의하면, 광의 산란성에 우수한 발광면을 다이싱에 의해 형성하도록 하였기 때문에, 용이하게 발광강도를 향상시킬 수가 있다.
따라서, 전자기기 등에 설치된 LCD의 백라이트에 발광장치를 적용하는 경우에, 발광장치의 개수를 적게 할 수가 있다.
또, 투광성수지를 주입하는 때에 사용되는 금형은 평판상의 것이므로, 금형의 제조가 간단하다.
도 5를 참조하여, 다른 실시예의 발광장치(10)는, 케이스(24)의 상방에 관통구멍(이하, 단순히「구멍」이라 한다)(24)이 형성되는 점을 제외하고는, 도 1∼도 4의 실시예와 같으므로, 중복된 설명은 될 수 있는 한 생략한다.
도 5, 도 6(a) 및 도 6(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 케이스(14)의 상부판(14a)에는 구멍(24)이 형성된다.
구멍(24)은 원뿔을 뒤집은 형상이며, 상부판(14a)의 하면으로부터 상면으로 향하여 직경이 확대되고 있다.
또, 구멍(24)에는 투광성수지(16)가 충전되어 있으며, 케이스(14)와 투광성수지(16)가 일체화되어 있다.
결국, 투명수지(16)와 케이스(14)는, 투명수지(16)에 형성된 볼록부와 케이스(14)에 형성된 오목부[결국 구멍(24)]에 의해 상호 끼워맞춤하고, 이에 의해 양자가 일체화되어 있다.
이와 같은 발광장치(10)는, 도 1∼도 4실시예와 같은 방법으로 제조된다.
결국, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 복수의 구멍(24)이 형성된 연속케이스(32)가 연속기판(30)에 적층되며, 이에 의해 도 7(b)에 나타내는 적층체(34)가 형성된다.
이 때, 도 7(b)의 VIIIA-VIIIA 단면도인 도 8(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 본딩와이어(22)의 정상부분은 구멍(24)내에 수용된다.
적층체(34)가 얻어지면, 소정시간의 UV 세정 후, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이 금형(36)이 연속케이스(32)에 밀어붙여지며, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이 연속케이스(32)내에 투광성수지(16)가 주입된다.
투광성수지(16)가 경화하면, 도 8(d)에 나타내는 바와 같이 적층체(34)가 다이싱되며, 이에 의해 복수의 발광장치(10)가 얻어진다.
이 실시예에 의하면, 케이스(14)에 구멍(24)을 형성하고, 또한 구멍(24)에 투광성수지(16)를 칩입시키는 것에 의해, 케이스(14)와 투광성수지(16)를 일체화하고 있다.
이 때문에, 케이스(14)에 대하여 도 1에 나타내는 발광장치(10) 본체의 폭방향(W)에 힘이 가해져도, 투광성수지(16)의 볼록부(16c)가 스토퍼로서 작용하여, 케이스(14)의 이탈이 방지된다.
또, 구멍(24)은 상방으로 향하여 직경이 확대되고 있으므로, 상방향(H)에 힘이 가해진 경우에도, 케이스(14)가 분리되는 일은 없다.
또한, 구멍(24)은 상부판(14a)의 상면으로 향하여 직경이 확대되고 있으며, 투광성수지(16)가 구멍(24)내로 침입하기 어려운 구조로 되어 있지만, UV 세정에 의해 투광성수지(16)와 케이스(14)의 밀착성이 개선되므로, 투광성수지(16)는 구멍(24)에 용이하게 침입한다.
또, 구멍(24)은 LED 칩(20)의 직상(直上)에 형성되므로, 칩 상면으로부터 연장되는 본딩와이어(22)의 정상(22a)은 구멍(24)내에 수용된다.
이 때문에, 케이스(14)의 높이를 낮게 하여도 본딩와이어(22)가 케이스(14) 와 접촉하는 일은 없어, 케이스(14)의 설치시에 본딩와이어(22)가 단선되는 것을 방지할 수 있다.
또, 발광장치(10) 본체를 박형(상술한 도광판의 두께 이하)으로 형성할 수 있으므로, LED 칩(20)으로부터 출력되는 광은 효율적으로 도광판에 입사된다.
또한, 구멍(24)을 통하여 외부로 출력되는 광에 의해 발광장치(10)의 점등시험이 가능하게 되므로, 상면발광형반도체 발광장치의 점등시험장치를 이 실시예의 발광장치(10)에도 적용할 수가 있다.
결국, 시험장치를 별도 설치할 필요 없고, 시험장치에 설치된 광센서의 위치를 변경할 필요도 없다.
점등시험에 있어서, 발광면(측면)으로부터의 발광량을 구하는 데에는, 발광면의 면적에 대한 구멍(24)의 면적 비율을 구멍(24)으로부터의 발광량에 곱하면 된다.
또, 본 실시예에서는, 구멍의 형상을 하향의 원뿔형으로 형성하였지만, 도 9에 나타내는 바와 같이 상향의 원뿔형상으로 구멍을 형성하도록 하여도 된다.
결국, 상방으로 향하여 직경이 축소되는 구멍을 형성하여도 된다.
도 5에 나타낸 실시예에서 나타낸 형상의 구멍에서는, 상향(H)으로 큰 힘이 걸린 때에, 투광성수지의 볼록부가 균열지거나 파손되어, 본딩와이어의 단선을 일으킬 염려가 있다.
이에 대하여, 상방으로 향하여 직경이 축소하는 구멍을 형성하면, 상향의 큰 힘에 의해 케이스가 분리되는 일은 있지만, 본딩와이어의 단선은 회피될 수 있다.
또, 케이스와 투광성수지의 밀착성만을 개선하면, 구멍은 원통형상으로 형성하여도 된다.
그러나, 케이스를 형성하기 위해 금형을 분리할 때, 구멍과 접촉한 부분의 마찰이 크게 되므로, 금형이 빠지기 어려워, 성형한 연속케이스가 파손될 염려도 있다.
따라서, 이 실시예에서는, 상방향으로 직경이 확대되는 테이퍼상의 구멍을 형성하여, 이러한 문제점을 해소할 수가 있다.
또, 이 실시예에서는, 케이스(연속케이스)를 UV 세정하도록 하고 있지만, 플라즈마 세정이나 스퍼터 세정에 의해 유기물을 제거하도록 하여도 된다.
단, 발명자가 행한 실험에서는, UV 세정한 때의 밀착성이 더욱 양호하였다.
게다가, 플라즈마 세정이나 스퍼터 세정에서는 진공계가 필요하며, 또한 장치 자체도 고가라는 문제가 있다.
또, 이 실시예에서는, 구멍의 내면을 포함하는 케이스(연속케이스)의 표면을 세정하도록 하고 있지만, 적어도 구멍의 내면을 세정하면, 구멍 내에 투광성수지를 용이하게 침입시킬 수가 있다.
도 10을 참조하여, 그 외의 실시예의 발광장치(10)는, 전극(18a)이 도 14(a)에 나타내는 바와 같이 형성되는 점을 제외하고는, 도 1∼도 4실시예와 같으므로, 중복된 설명은 될 수 있으면 생략한다.
단, 이 실시예에서는, DB 페이스트와 LED 칩의 상대위치에 의미가 있으므로, 참조번호 "26"을 붙이는 것에 의해 DB 페이스트를 특히 도시한다.
DB 페이스트(26)는, 도 11(a), 도 11(b), 도 12, 도 13(a)∼도 13(d)에 있어서 사선을 사용하여 도시된다.
또한, 이 사선은 단면을 나타내는 것은 아니다.
도 12에 나타내는 바와 같이, LED 칩(20)은, 본딩와이어(22)와 접속되는 p형 전극(본딩패드)(20a) 및 전극(18a)과 접속되는 n형 전극(20e)을 포함한다.
n형 전극(20e)은, 전극(18a) 및 (18b)과 마찬가지로 박형으로 형성된다.
LED 칩(20)은 또한 p층(20b), 발광층(20c) 및 n층(20d)을 포함하고, n층(20d) →발광층(20c) →p층(20b)의 순으로 n형 전극(20e)상에 적층된다.
p층(20b) 및 n층(20d)은, 각각 투명한 반도체 GaAs로 형성된다.
또, n형 전극(20e)은 반사성을 갖는 동박막 등으로 형성된다.
이 때문에, 발광층(20c)에서 발광된 광은, p층(20b) 및 n층(20d)을 통하여 LED칩(20)의 외부로 출력된다.
또, 발광층(20c)의 하방으로 발광된 광은, n형 전극(20e)의 표면에서 반사되고, n층(20d)을 통하여 LED 칩(20)의 외부로 출력된다.
따라서, LED 칩(20)을 DB 페이스트(26)로 전극(18a)에 다이본딩한 경우에는, n층(20d) 및 n형 전극(20e)으로 이루어지는 베이스(20f)가 DB 페이스트(26)로 덮여지며, n층(20d)을 통하여 출력되는 광이 DB 페이스트(26)로 차단되고 만다.
이를 회피하기 위해, 이 실시예에서는, 도 13(a)∼도 13(d)에 나타내는 위치에 LED 칩(20)을 다이본딩하고, 발광방향(P)으로의 광을 최대한 이용하고 있다.
결국, 도 13(a)에 나타내는 바와 같이, LED 칩(20)은 DB 페이스트(26)의 중 심으로부터 하측(발광방향 P측)으로 편위된 상태로 전극(18a)에 다이본딩된다.
따라서, LED 칩(20)을 발광면(16a)측으로부터 보면, 도 13(b)에 나타내는 바와 같이, LED 칩(20)의 발광방향(P)측에서는, DB 페이스트(26)에 의해 덮여지는 부분이 감소하고 있다.
또, LED 칩(20)을 면(16b)과 대향하는 면측으로부터 보면, 도 13(c)에 나타내는 바와 같이, DB 페이스트(26)의 중심으로부터 발광방향(P)으로 향함에 따라 DB 페이스트(26)의 양이 연속적으로 감소하고 있다.
또한, LED 칩(20)을 발광면(16a)과 대향하는 면측으로부터 보면, 도 13(d)에 나타내는 바와 같이 LED 칩(20)의 베이스(20f)가 덮여져 있다.
이는, 발광면(16a)에 대향하는 면이 DB 페이스트(26)의 중심에 근접하여, DB 페이스트(26)의 양이 다소 많게 되기 때문이다.
이와 같이, LED 칩(20)을 DB 페이스트(26)의 중심으로부터 발광면(16a)측으로 편위하여 장착되도록 하였으므로, 도 14(a)에 나타내는 바와 같은 전극(18a)이 형성된다.
도 14(a)에 의하면, 전극(18a)은, DB 페이스트(24)를 도포하기 위한 도포영역(28a) 및 보조영역(28b)을 포함한다.
도포영역(28a)은 원형이며, 그 중심(Y)은 기판(12)의 중심(X)으로부터 좌방향[발광방향(P)과 역방향]으로 편위되어 있다.
또, 보조영역(28b)은 세로로 긴 장방향이며, 도포영역(28a) 보다 우측[발광방향(P)측]에 형성된다.
또한, 도포영역(28a)과 보조영역(28b)은, 폭이 좁게 형성된 연결부(28c)에서 상호 접속되어 있다.
DB 페이스트(26)는, 도포영역(28a)의 중심(Y)에 적하되며, 거의 원형으로 퍼진다.
그리고, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(12)의 중심(X)에 LED 칩(20)이 장착된다.
이 때문에, LED 칩(20)의 발광면(16a)측의 면이 DB 페이스트(26)에 의해 차단되는 일은 없어, 발광방향(P)에 출력되는 광이 DB 페이스트(26)로 차단되는 것을 방지할 수가 있다.
또, 보조영역(28b)을 설치하는 것에 의해, LED 칩(20)을 전극(18a)에 확실히 접속시킬 수가 있다.
또, 도 14(a) 및 도 14(b)에서는, 전극(18a)을 알기 쉽게 설명하기 위해, DB 페이스트(26)의 도시를 생략하고 있다.
도포영역(28a)의 크기는 DB 페이스트(26)의 도포량 및 점도에 의해 결정되며, 도포영역(28a)의 크기가 결정되면, 도포영역(28a)의 형성위치[중심(Y)]도 결정된다.
또한, 도포영역(28a)과 보조영역(28b)을 폭이 좁게 형성된 연결부(28c)에서 접속(연결)하기 때문에, DB 페이스트(26)의 보조영역(28b)으로의 침입이 억제된다.
즉, 발광면(16a)측의 DB 페이스트(24)를 감소시킬 수가 있다.
이와 같은 발광장치(10)는, 도 1∼도 4의 실시예와 같은 방법으로 제조된다.
결국, 도 15(a)에 나타내는 바와 같이 연속케이스(32)가 연속기판(30)에 적층되어, 도 15(b) 및 도 16(a)에 나타내는 적층체(34)가 형성된다.
적층체(34)가 형성되면, 소정시간의 UV 세정 후, 도 16(b)에 나타내는 바와 같이 금형(36)이 연속케이스(32)에 밀어붙여지며, 도 16(c)에 나타내는 바와 같이 연속케이스(32)내에 투광성수지(16)가 주입된다.
투광성수지(16)가 경화하면, 도 16(d)에 나타내는 점선의 위치에서 적층체(34)가 다이싱되며, 이에 의해 복수의 발광장치(10)가 얻어진다.
이 실시예에 의하면, LED 칩(20)의 장착위치를 DB 페이스트(26)의 중심(Y)보다도 발광면(16a)측으로 편위되도록 하였으므로, LED 칩(20)의 발광면측의 면이 DB 페이스트(26)로 덮여지는 일이 없다.
결국, 소망의 발광방향으로 출력되는 광이 DB 페이스트로 차단되는 일이 없기 때문에, 발광효율을 개선할 수가 있다.
또, 전극은 도 14(a)에 나타내는 바와 같은 형상에 한정되는 것은 아니고, 적어도 DB 페이스트의 도포위치를 일의적으로 결정할 수 있는 형상이라면 된다.
또한, 전극을 도 14(a)와 같이 형성하고, DB 페이스트의 도포위치를 변경하면, 종래의 제조장치를 사용하여, 이 실시예의 발광장치를 제조할 수가 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용을 명료하게 하기 위해 사용된 구체적인 예에 불과하며, 본 발명은 이들 구체적인 예에 한정하여 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부 하는 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (6)

  1. 전극이 형성된 기판 ; 및
    본딩페이스트에 의해 상기 전극에 본딩되는 LED 칩을 구비하고,
    상기 LED 칩은, 투명한 베이스와 그 위에 형성된 발광면을 갖고, 또한 상기 본딩페이스트의 도포위치로부터 발광면측으로 편위된 위치에 장착 되는 것을 특징으로 하는 측면발광반도체 발광장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전극은, 상기 LED 칩의 장착 위치로부터 상기 발광면과 반대방향으로 편위된 중심을 갖는 도포영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면발광반도체 발광장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전극은, 상기 도포영역 보다 상기 발광면측에 형성되는 보조영역, 및 상기 도포영역과 상기 보조영역을 접속하는 폭이 좁은 연결부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 측면발광반도체 발광장치.
  4. 제 2항 또는 3항에 있어서,
    상기 도포영역의 중심은 상기 기판의 중심으로부터 상기 반대방향으로 편위 되어 있는 것을 특징으로 하는 측면발광반도체 발광장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED 칩으로부터의 광을 반사하는 리플렉터를 더 포함하는 측면발광반도체 발광장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 LED 칩으로부터의 광을 반사하는 리플렉터를 더 포함하는 측면발광반도체 발광장치.
KR1020067026793A 2000-04-24 2001-04-23 측면발광반도체 발광장치 KR100832956B1 (ko)

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JP2000122255A JP2001308389A (ja) 2000-04-24 2000-04-24 側面発光半導体発光装置およびその製造方法
JPJP-P-2000-00122255 2000-04-24
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