상기 기술적 과제를 이루기 위해, 본 발명은, 발광 소자 패키지에 있어서, 상기 발광 소자의 장착부를 가지는 패키지 바디와; 상기 패키지 바디에 형성된 형성된 전극과; 상기 장착부에 장착되는 발광 소자와; 상기 발광 소자의 주변부에 위치하는 투광성 격벽과; 상기 격벽에 충진되는 형광체를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 격벽은, 투광성 포토 레지스트, 감광성 폴리머, 및 유리 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 격벽은 이 격벽과 발광 소자 사이의 거리가 일정하도록 형성될 수 있으며, 특히, 상기 발광 소자의 상측면과 격벽의 높이 차이가 상기 발광 소자의 측부와 격벽 사이의 거리와 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 패키지 바디는, 서브 마운트, 세라믹 기판, 및 반도체 기판 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 전극은, 상기 패키지 바디의 전면에 위치하며 상기 발광 소자와 연결되는 전면전극과; 상기 패키지 바디의 후면에 위치하며 상기 전면전극과 연결되는 후 면전극을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 전면전극과 후면전극은, 상기 패키지 바디를 관통하는 관통홀을 통하여 연결될 수 있으며, 상기 관통홀은, 상기 패키지의 분리 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 형광체는 충진재와 함께 혼합되어 상기 격벽에 충진될 수 있다.
상기 격벽과 형광체 상측에는, 상기 전극과 와이어에 의하여 연결되는 리드와; 상기 발광 소자 상측에 부착되는 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩되는 수평형 발광 소자가 이용될 수 있고, 수직형 발광 소자도 또한 이용될 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 다른 관점으로서, 본 발명은, 발광 소자 패키지의 제조방법에 있어서, 기판에 발광 소자가 장착될 장착부에, 상기 발광 소자 주변의 영역을 한정하는 격벽을 형성하는 단계와; 상기 장착부에 발광 소자를 장착하는 단계와; 상기 격벽 내측에 형광체를 충진하는 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 격벽을 형성하는 단계 이전에는, 상기 기판에 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 격벽은, 상기 기판에 감광성 폴리머를 코팅한 후 사진 식각 공정을 이용하여 형성될 수 있고, 상기 기판에 투광성 재료의 격벽을 부착하여 형성하는 것도 가능하다.
한편, 상기 형광체는, 에폭시 또는 실리콘 젤과 혼합하여 충진될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
<제1실시예>
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 발광 소자 패키지의 제조단계를 나타내고 있다.
먼저, 도 3에서와 같이, 발광 소자의 2D 서브 마운트, 패키지로 사용할 세라믹 기판, 또는 실리콘 기판 중 어느 하나의 기판(100)에 레이저 또는 식각 방법에 의하여 관통홀(110)을 형성한다.
이와 같이 관통홀(110)이 형성된 기판(100)은 패키지 바디가 된다.
이러한 기판(100)의 전면에 발광 소자가 접합될 장착부(120)에 연결되는 전극(200)을 형성한다.
상기 전극(200)은 도 3에서 도시하는 바와 같이, 금속라인을 이용하여 기판(100)의 전면과 후면에 연결되도록 한다. 즉, 발광 소자와 연결되는 전면전극(210)과 기판(100) 후면에 형성되는 후면전극(220)이 관통홀(110)에 의하여 서로 연결되도록 할 수 있다.
이러한 후면전극(220)은 발광 소자에 전류를 공급할 외부 회로와의 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 관통홀(110)은 패키지의 분리 영역에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 발광 소자(400)가 장착되는 기판(100)의 전면측에 발광 소자(400)에서 일정한 간격을 이루는 투광성이 우수한 격벽(300)을 형성한다.
이러한 격벽(300)은 감광성 폴리머를 이용하여 형성할 수 있다. 즉, 기판(100) 전면에 감광성 폴리머를 코팅하고, 사진 식각 공정을 이용하여 격벽(300)이 형성되는 부분의 감광성 폴리머는 잔류되고 이외 영역의 감광성 폴리머는 제거되도록 함으로써 형성할 수 있다.
또한, 유리와 같은 투광성이 우수한 물질을 격벽 형태로 제조하여 기판(100)에 접합하여 격벽(300)을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 서브 마운트 또는 패키지를 제작한 다음에는 도 4에서와 같이, 발광 소자(400)를 접합한다.
이후, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 상술한 격벽과 발광 소자 사이의 공간을 형광체가 함유된 에폭시 또는 실리콘 젤과 같은 충진재(310)로 충진한다.
상술한 격벽(300)은 발광 소자(400)의 상측면과 격벽(300)의 높이 차이가 상기 발광 소자(400)의 측부와 격벽(300) 사이의 거리와 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 도 5의 A 및 B 경로의 발광 소자(400) 측면으로부터 방사되는 빛과 C 경로의 발광 소자(400)의 상부로 방사되는 빛은 경로차가 같게 되어 균일한 특성의 광 분포를 형성할 수 있게 된다.
상기 발광 소자(400)는 수평형 발광 소자 및 수직형 발광 소자가 모두 이용될 수 있다.
이후, 상기 발광 소자(400)가 패키징된 기판(100)에는 렌즈(도시되지 않음) 가 추가로 구성될 수 있고, 그 후 개개의 패키지로 분리되어 사용될 수 있다.
<제2실시예>
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 발광 소자 패키지의 제조단계를 나타내고 있다.
도 6에서와 같이, 먼저, 발광 소자의 서브 마운트 또는 패키지로 사용할 실리콘 기판(100)에 KOH 또는 TMAH와 같은 이방성 식각이 가능한 용액을 이용하여 관통홀(110)을 형성한다.
이와 같이, 식각에 의하여 관통홀(110)을 형성하는 경우 도 6과 같은 관통홀(110)이 형성되며, 이러한 관통홀(110) 형성을 위한 식각은 기판의 전면과 후면에서 각각 이루어져 식각된 부분이 서로 연결되도록 할 수 있다.
이후, 이러한 기판(100)의 전면에 발광 소자가 접합될 장착부(120)에 연결되는 전극(200)을 형성한다.
상기 전극(200)은, 상기 제1실시예와 같이, 발광 소자와 연결되는 전면전극(210)과 기판(100) 후면에 형성되는 후면전극(220)이 관통홀(110)에 의하여 서로 연결되도록 할 수 있다.
또한, 이후에 격벽(300)을 형성하고, 장착부(120)에 발광 소자(400)를 장착하며 충진재(310)를 충진하는 과정은 상기 제1실시예와 동일하다.
<제3실시예>
도 9는 본 발명의 제3실시예에 의한 발광 소자 패키지를 나타내고 있다.
이러한 발광 소자 패키지는, 거울면을 갖는 알루미늄 슬러그(slug: 130)에 접착제(140)를 사용하여 발광 소자(400)를 접합하였으며, 이러한 발광 소자(400)의 주위에는 투광성이 우수한 물질을 이용하여 격벽(300)이 형성된다.
상술한 격벽(300)과 발광 소자(400) 사이에는 형광체가 함유된 에폭시 또는 실리콘 젤과 같은 충진재(310)가 충진된다.
한편, 패키지 바디(101)에 의하여 고정되어 있는 리드(150)에는 발광 소자(400)의 전극과 전도성 와이어(160)에 의하여 전기적으로 연결된다.
이와 같이 발광 소자(400)가 접합된 패키지 바디(101)의 상측에는 렌즈(170)가 형성되거나 직접 부착될 수 있다.
상술한 격벽(300)은 발광 소자(400)의 상측면과 격벽(300)의 높이 차이가 상기 발광 소자(400)의 측부와 격벽(300) 사이의 거리와 동일하도록 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 실시예와 동일하다.
<제4실시예>
도 10 및 도 11은 본 발명의 제4실시예에 의한 발광 소자 패키지의 제조단계를 나타내고 있다.
즉, 도 10에서 도시하는 바와 같이, 발광 소자의 서브 마운트 또는 패키지로 사용할 세라믹 기판 또는 실리콘 기판(100)에 레이저 또는 식각 방법에 의하여 관통홀(110)을 형성하고 발광 소자가 장착될 장착부(120)를 형성한다.
이러한 장착부(120)는 도시하는 바와 같이, 식각되어 내측으로 함몰된 홈 형상으로 형성되어 발광 소자의 측면으로부터 방사된 빛을 상부로 반사시켜 줄 수 있도록 한다.
이와 같이 관통홀(110)이 형성된 기판(100)은 패키지 바디가 된다.
이러한 기판(100)에 도 10에서 도시하는 바와 같이, 금속라인을 이용하여 기판(100)의 전면과 후면이 연결되는 전극(200)을 형성한다.
즉, 이러한 전극(200)은 발광 소자와 연결되는 전면전극(210)과 기판(100) 후면에 형성되는 후면전극(220)이 관통홀(110)에 의하여 서로 연결되도록 할 수 있다.
이때, 상기 관통홀(110)은 패키지의 분리 영역에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 발광 소자(400)가 장착되는 기판(100)의 전면측에 발광 소자(400)에서 일정한 간격을 이루는 투광성이 우수한 격벽(300)을 형성한다.
이러한 격벽(300)은 감광성 폴리머를 이용하여 형성할 수 있다. 즉, 기판(100) 전면에 감광성 폴리머를 코팅하고, 사진 식각 공정을 이용하여 격벽(300)이 형성되는 부분의 감광성 폴리머는 잔류되고 이외 영역의 감광성 폴리머는 제거되도록 함으로써 형성할 수 있으며, 또한, 유리와 같은 투광성이 우수한 물질을 격벽 형태로 제조하여 기판(100)에 접합하여 격벽(300)을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 서브 마운트 또는 패키지를 제작한 다음에는 발광 소자(400)를 접합한다. 이때, 발광 소자(400)는 도시하는 바와 같이, 플립칩 본딩되어 장착될 수 있다.
즉, 수평형 발광 소자가 역전된 구조로 상기 전극(200)에 본딩되어 장착될 수 있으며, 이때, 상기 전극에는 제너 다이오드(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
이후, 도 11에서 도시하는 바와 같이, 상술한 격벽과 발광 소자 사이의 공간을 형광체가 함유된 에폭시 또는 실리콘 젤과 같은 충진재(310)로 충진한다.
상술한 격벽(300)은 발광 소자(400)의 상측면과 격벽(300)의 높이 차이가 상기 발광 소자(400)의 측부와 격벽(300) 사이의 거리와 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 발광 소자(400)로부터 방사된 빛은 형광체를 통과하는 경로가 서로 거의 동일하게 되며, 이는 상기의 실시예와 같다.
이때, 발광 소자(400) 측면으로부터 방사된 빛은 형광체를 통과하여 빛의 파장이 바뀌게 되는데, 상기 격벽(300)은 투광성이 우수하므로 방사된 빛은 격벽(300)을 투과하고 장착부(120)의 측벽에서 반사되어 상부로 향하게 된다.
이때, 이러한 장착부(120)의 측벽(121)에는 별도의 반사막(도시되지 않음)이 형성될 수도 있다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.