KR101072017B1 - 발광 소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 기판; 상기 기판 상에 반사층; 상기 반사층 상에 제1 절연층; 상기 기판 상에 제2 절연층; 상기 제1 절연층 및 제2 절연층 상에 형성되며, 상기 제1 절연층 상에서 서로 이격된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및 상기 기판 상에 설치되며 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함한다.
발광 소자
Description
실시예는 발광 소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 발광 소자로써 발광 다이오드가 많이 사용되고 있다.
발광 다이오드는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN, AlGaInP 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 제작하여 다양한 색을 구현할 수 있는 발광 소자이다.
발광 다이오드는 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층을 적층하여 형성하고, 상기 제1 도전형의 반도체층 및 제2 도전형의 반도체층에 각각 전원을 제공함에 따라 상기 활성층에서 빛이 방출된다.
상기 제1 도전형의 반도체층은 n형 반도체층이 되고 상기 제2 도전형의 반도체층은 p형 반도체층이 될 수 있으며, 반대로 상기 제1 도전형의 반도체층은 p형 반도체층이 되고 상기 제2 도전형의 반도체층은 n형 반도체층이 될 수 있다.
한편, 발광 소자 패키지는 발광 소자를 모듈화하기 위해 준비하거나 발광 소자를 보호하기 위하여 발광 소자를 기판 상에 배치하고 패키징한 것으로, 발광 소자 패키지를 제작함에 있어서 발광 소자로부터 방출된 광이 효과적으로 외부로 추 출되도록 하는 것이 요구된다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 광 효율이 향상된 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 기판; 상기 기판 상의 적어도 일부분에 반사층; 상기 반사층 상에 제1 절연층; 상기 기판 상에 제2 절연층; 상기 제1 절연층 및 제2 절연층 상에 형성되며, 상기 제1 절연층 상에서 서로 이격된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및 상기 기판 상에 설치되며 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 기판이 준비되는 단계; 상기 기판 상의 적어도 일부분에 반사층을 형성하는 단계; 상기 반사층 상에 제1 절연층 및 상기 기판 상에 제2 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 절연층 상에서 서로 이격되도록 상기 제1 절연층 및 제2 절연층 상에 제1 전극층 및 제2 전극층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 상에 발광 소자를 설치하고 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 광 효율이 향상된 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이고, 도 2는 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이며, 도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 기판(1)과, 상기 기판(1) 상에 형성된 반사층(2)과, 상기 반사층(2) 상에 형성된 제1 절연층(3)과, 상기 기판(1) 상에 형성된 제2 절연층(4)과, 상기 제1 절연층(3) 및 제2 절연층(4) 상에 형성된 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)과, 상기 기판(1) 상에 설치되어 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(7)를 포함한다.
상기 기판(1)은 실리콘(Si) 재질로 형성될 수 있으며, 상면에 그루브(9)가 형성될 수 있다.
상기 반사층(2)은 상기 기판(1) 상에 전체적으로 또는 부분적으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 기판(1)의 상면에만 형성될 수도 있다. 또한, 상기 반사층(2)은 상기 그루브(9)의 바닥면을 형성하는 상기 기판(1) 상에만 형성될 수도 있다. 또한, 상기 반사층(2)은 상기 그루브(9)의 바닥면 및 경사면을 형성하는 상기 기판(1) 상에만 형성될 수도 있다. 또한, 상기 반사층(2)은 상기 제1 전극층(5)과 제2 전극층(6) 사이의 이격된 부분인 이격부(10)와 수직 방향에서 오버랩되는 위치에만 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 반사층(2)은 광 반사율이 높은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 절연층(3)은 상기 반사층(2) 상에 형성된다. 상기 제1 절연층(3)은 상기 반사층(2)과, 상기 반사층(2) 상에 배치되는 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)이 전기적으로 분리될 수 있도록 한다.
상기 제1 절연층(3)은 상기 반사층(2) 상에 절연물질을 증착하거나 상기 반사층(2)을 산화시켜 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(2)이 알루미늄(Al)으로 형성된 경우, 상기 제1 절연층(3)은 산화알루미늄(Al2O3)으로 형성될 수 있다.
상기 제2 절연층(4)은 상기 기판(1) 상에 상기 제1 절연층(3)이 형성되지 않은 영역에 형성된다. 상기 제2 절연층(4)은 상기 기판(1)과, 상기 기판(1) 상에 배치되는 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)이 전기적으로 분리될 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 반사층(2)이 상기 기판(1)의 전체 표면에 형성되는 경우 상기 제2 절연층(4)은 형성되지 않을 수도 있다.
상기 제2 절연층(4)은 상기 기판(1) 상에 절연물질을 형성하거나, 상기 기판(1)을 이루는 물질을 산화시켜 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(1)이 실리콘(Si)으로 형성된 경우, 상기 제2 절연층(4)은 산화실리콘(SiO2)로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)은 상기 제1 절연층(3) 및 제2 절연층(4) 상에 형성되며 서로 전기적으로 분리된다. 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)은 상기 기판(1)의 상면, 측면, 하면에 배치될 수 있으며, 설계에 따라 상기 기판(1)의 상면에만 배치될 수도 있다.
상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)은 Ti, Au, Ni, Cu, Ag, Al, Cr 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단일층 구조, 다중층 구조, 또는 합금으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)은 접착층, 씨드층, 도금층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층은 상기 제1 절연층(3) 및 제2 절연층(4) 상에 상기 씨드층이 잘 형성되도록 하기 위한 것으로 Ti, Ni, Cr 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있고, 상기 씨드층은 Cu를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 도금층은 Cu층, Ni층, Au층 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, Cu층, Ni층, Au층이 순차적으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)은 광 반사율을 증가시키기 위해 최상층에 Ag 또는 Al를 반사메탈로 형성할 수 있다.
상기 발광 소자(7)는 상기 기판(1) 상에 형성되며, 상기 기판(1)의 그루브(9) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(7)는 상기 제1 절연층(3) 또는 제2 절연층(4) 상에 설치될 수 있으며, 상기 제1 전극층(5) 또는 제2 전극층(6) 상에 설치될 수도 있다.
실시예에서는 상기 발광 소자(7)가 상기 제1 전극층(5) 상에 설치될 것이 예시되어 있으며, 상기 발광 소자(7)의 제1 전극(미도시)은 상기 제1 전극층(5)과 접촉하여 전기적으로 연결되고, 상기 발광 소자(7)의 제2 전극(미도시)은 상기 제2 전극층(6)과 전기적으로 연결된다.
상술한 바와 같은 발광 소자 패키지는 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)을 통해 전원이 제공되면, 상기 발광 소자(7)에서 광이 발생된다. 상기 발광 소자(7)에서 발생된 광은 상측 방향으로 진행하여 외부로 방출되거나 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)에서 반사되어 외부로 방출된다.
한편, 상기 제1 전극층(5)과 제2 전극층(6)은 전기적 절연을 위해 서로 이격되어 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극층(5)과 제2 전극층(6) 사이에 이격부(10)가 형성된다.
상기 이격부(10)에서는 상기 발광 소자(7)에서 발생된 광을 효과적으로 반사시킬 수 없는데, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 상기 이격부(10)의 아래에 상기 반사층(2)이 형성되어 상기 이격부(10)에서 반사되지 않는 광을 반사시킬 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 광 효율이 증가될 수 있다.
상기 반사층(2)은 금속과 같은 전기 전도성 물질로 형성될 수 있으므로, 상 기 반사층(2) 상에 상기 제1 절연층(3)을 형성하여 상기 제1 전극층(5)과 제2 전극층(6)이 상기 반사층(2)을 통해 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 상기 제1 절연층(3)은 광 투과율이 높은 물질로 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(7)에서 방출된 광 중에 상기 제1 절연층(3)을 투과한 광은 상기 반사층(2)에서 반사된다.
상술한 바와 같은 발광 소자 패키지는 다음과 같은 공정으로 제작될 수 있다.
먼저, 상기 기판(1)이 준비된다. 상기 기판(1)은 실리콘(Si) 재질로 형성될 수 있으며, 상기 기판(1)을 식각함으로써 상기 그루브(9)를 형성할 수 있다.
상기 그루브(9) 내에 알루미늄(Al)을 증착하여 상기 반사층(2)을 형성한다. 그리고, 상기 반사층(2) 상에 O2 플라즈마를 이용한 스퍼터링 공정을 통해 산화알루미늄(Al2O3)으로 형성된 제1 절연층(3)을 형성한다. 또한, 상기 기판(1)을 산화시켜 상기 기판(1)의 표면에 산화실리콘(SiO2)으로 형성된 제2 절연층(4)을 형성한다.
다음, 상기 제1 절연층(3) 및 제2 절연층(4) 상에 전극층을 형성하고, 상기 전극층을 두 부분으로 분리함으로써 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)을 형성한다.
그리고, 상기 제1 전극층(5) 상에 상기 발광 소자(7)를 설치하고, 상기 발광 소자(7)를 상기 제2 전극층(6)과 와이어(8)를 통해 전기적으로 연결한다.
비록 실시예에서는 상기 발광 소자(7)가 상기 와이어(8)를 통해 상기 제2 전극층(6)과 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나, 상기 발광 소자(7)는 두개의 와이어를 통해 각각 상기 제1 전극층(5) 및 제2 전극층(6)과 전기적으로 연결되는 것이 가능하다.
또한, 비록 도시되지는 않았지만, 상기 발광 소자(7)를 포위하도록 몰딩부재가 상기 그루브(9) 내에 형성될 수 있으며, 상기 몰딩부재에는 형광체가 포함될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도.
도 2는 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도.
도 3은 도 1의 A부분의 확대도.
Claims (11)
- 상부에 그루브를 포함하는 기판;상기 그루브 내에 형성된 반사층;상기 반사층 상에 제1 절연층;상기 제1 절연층이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역의 기판 상에 형성되고, 상기 제1 절연층과 다른 절연 물질로 형성되는 제2 절연층;상기 제1 절연층 및 제2 절연층 상에 형성되며, 상기 제1 절연층 상에서 서로 이격된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및상기 기판 상에 설치되며 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 반사층은 상기 그루브의 바닥면 및 경사면 중 적어도 하나의 면에 형성되는 발광 소자 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 반사층은 알루미늄(Al)을 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 제1 절연층은 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 기판은 실리콘(Si)을 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제 5항에 있어서,상기 제2 절연층은 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 제1 전극층과 제2 전극층이 서로 이격된 이격부는 상기 반사층과 수직 방향에서 오버랩되는 발광 소자 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 발광 소자는 상기 제1 전극층 상에 설치되어 상기 제1 전극층과 전기적으로 연결되고, 와이어를 통해 상기 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광 소자 패키지.
- 상부에 그루브를 포함하는 기판이 준비되는 단계;상기 그루브 내에 반사층을 형성하는 단계;상기 반사층 상에 제1 절연층과, 상기 제1 절연층이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역의 기판 상에 제2 절연층을 형성하는 단계;상기 제1 절연층 상에서 서로 이격되도록 상기 제1 절연층 및 제2 절연층 상에 제1 전극층 및 제2 전극층을 형성하는 단계; 및상기 기판 상에 발광 소자를 설치하고 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결하는 단계를 포함하고,상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층과 다른 절연 물질로 형성되는 발광 소자 패키지 제조방법
- 제 9항에 있어서상기 반사층은 알루미늄(Al)을 포함하고, 상기 제1 절연층은 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 발광 소자 패키지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 기판은 실리콘(Si)을 포함하고, 상기 제2 절연층은 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 발광 소자 패키지 제조방법.
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|---|---|---|---|---|
| JP2005244152A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-09-08 | Kyocera Corp | 発光素子搭載用基板および発光装置 |
| JP2006245032A (ja) | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置およびｌｅｄランプ |
| JP2009194112A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Dainippon Printing Co Ltd | Ｌｅｄモジュール用基板とその作製方法、および該ｌｅｄモジュール用基板を用いたｌｅｄモジュール |
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