KR101161399B1 - Led package mounting a led chip - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting diode package in which light emitting diode chips are mounted is provided to drive the package with an alternating current by forming light emitting cells which are serially connected to each other in the light emitting diode chips. CONSTITUTION: A light emitting diode chip is located on a heat sink(13). A pair of lead frames(1) are spaced apart from the heat sink. A package main body(6) fixes the heat sink and the lead frames. A part of the chip mounting region of the heat sink and a part of the lead frames are exposed to the upper side of the package main body. The bottom region(14) of the heat sink is exposed to the lower side of the package main body.

Description

발광다이오드 칩을 탑재한 발광다이오드 패키지{LED PACKAGE MOUNTING A LED CHIP}LED package equipped with LED chip {LED PACKAGE MOUNTING A LED CHIP}

본 발명은 발광다이오드 칩을 탑재한 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩을 탑재하여 교류전원에 직접 연결하여 구동할 수 있으며, 발광다이오드 칩을 히트싱크 상부에 탑재하여 열방출 특성이 양호한 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode package equipped with a light emitting diode chip. More particularly, the light emitting diode chip includes a light emitting diode chip having light emitting cells connected in series to be directly connected to an alternating current power source. The present invention relates to a light emitting diode package mounted on top of a sink and having good heat dissipation characteristics.

최근, 광원으로 발광다이오드(light emitting diode; LED)의 사용이 증가하고 있다. 이러한 발광다이오드의 광출력은 대체로 입력전력(input power)에 비례한다. 따라서, 발광다이오드에 입력되는 전력을 증가시키어 높은 광출력을 얻을 수 있다. 그러나, 입력되는 전력의 증가는 발광다이오드의 접합 온도(junction temperature)를 증가시킨다. 상기 발광다이오드의 접합 온도 증가는, 입력 에너지가 가시광으로 변환되는 정도를 나타내는, 발광 효율(photometric efficiency)의 감소로 이어진다. 따라서, 입력전력의 증가에 따른 발광다이오드의 접합 온도 증가를 방지하는 것이 요구된다. 열방출 효율을 증가시키기 위해 히트싱크가 패키지 본체에 결합되어 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 히트싱크의 구조에 대한 지속적인 개선이 요구되고 있으며, 특히 패키지 본체로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 히트싱크가 요구된다.Recently, the use of light emitting diodes (LEDs) as a light source is increasing. The light output of such light emitting diodes is generally proportional to input power. Therefore, a high light output can be obtained by increasing the power input to the light emitting diode. However, increasing the input power increases the junction temperature of the light emitting diodes. The increase in junction temperature of the light emitting diodes leads to a decrease in photometric efficiency, which indicates the extent to which the input energy is converted into visible light. Therefore, it is required to prevent an increase in the junction temperature of the light emitting diode according to the increase of the input power. Heat sinks may be used in conjunction with the package body to increase heat dissipation efficiency. However, continuous improvement of the structure of such a heat sink is required, and in particular, a heat sink capable of preventing separation from the package body is required.

한편, 발광다이오드는 반도체의 p-n 접합구조로 형성되어, 전자와 홀의 재결합에 의해 광을 방출하는 반도체 소자로, 일반적으로 일방향의 전류에 의해 구동된다. 따라서, 발광다이오드를 일반 조명용으로 사용하기 위해서는 교류-직류 변환기를 필요로 하며, 이는 발광다이오드를 일반 조명용으로 사용하는 것을 어렵게 한다. 따라서, 발광다이오드를 일반 조명용으로 사용하기 위해서는, 교류-직류 변환기 없이, 교류전원을 사용하여 구동할 수 있는 발광다이오드가 요구된다.On the other hand, the light emitting diode is a semiconductor device formed of a semiconductor p-n junction structure, and emits light by recombination of electrons and holes, generally driven by a current in one direction. Thus, the use of light emitting diodes for general lighting requires an AC-DC converter, which makes it difficult to use the light emitting diodes for general lighting. Therefore, in order to use the light emitting diode for general illumination, a light emitting diode capable of driving using an AC power source without an AC-DC converter is required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 교류-직류 변화기 없이 교류전원을 사용하여 구동할 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode package that can be driven using an AC power source without an AC-DC converter.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 히트싱크를 채택하여 열방출 효율이 높되, 히트싱크가 패키지 본체로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a light emitting diode package that adopts a heat sink to increase heat dissipation efficiency and prevent the heat sink from being separated from the package body.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명은 발광 다이오드 칩을 탑재한 발광 다이오드 패키지를 제공한다. 상기 발광 다이오드 패키지는, 히트싱크; 상기 히트싱크 상에 실장된 발광다이오드 칩; 상기 히트싱크로부터 이격되어 위치하는 한 쌍의 리드프레임; 및 상기 히트싱크 및 상기 한 쌍의 리드프레임을 고정하는 패키지 본체;를 포함하며, 상기 패키지 본체의 상부측으로 상기 히트싱크의 칩 실장부 및 한 쌍의 리드프레임의 적어도 일부가 노출되고, 상기 패키지 본체의 하부측으로 상기 히트싱크의 기저부가 노출된다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a light emitting diode package equipped with a light emitting diode chip. The light emitting diode package, the heat sink; A light emitting diode chip mounted on the heat sink; A pair of lead frames spaced apart from the heat sink; And a package body fixing the heat sink and the pair of lead frames, wherein the chip mounting portion and the pair of lead frames of the heat sink are exposed to an upper side of the package body, and the package body is exposed. The bottom of the heat sink is exposed to the lower side of the heat sink.

또한, 본 발명은 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩을 탑재한 발광다이오드 패키지를 제공한다. 상기 발광다이오드 패키지는 개구부 및 상기 개구부에 의해 노출된 관통홀을 갖는 패키지 본체를 포함한다. 상기 패키지 본체에 의해 한 쌍의 리드프레임이 지지된다. 상기 한 쌍의 리드프레임은 상기 패키지 본체의 개구부 내에 노출된 한 쌍의 내부 프레임 및 상기 내부 프레임 각각에서 연장되어 상기 패키지 본체 외부로 돌출된 외부 프레임들을 갖는다. 또한, 히트싱크가 상기 패키지 본체의 하부에서 상기 관통홀을 통해 결합된다. 상기 히트싱크는 상기 개구부에 의해 상부면이 노출된다. 직렬 접속된 발광셀 어레이를 갖는 발광다이오드 칩이 상기 히트싱크 상부에 탑재된다. 한편, 본딩와이어들이 상기 발광다이오드 칩을 상기 리드프레임에 전기적으로 연결한다. 이에 따라, 열방출 효율이 높고, 교류전원을 사용하여 구동할 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공할 수 있다.The present invention also provides a light emitting diode package equipped with a light emitting diode chip having light emitting cells connected in series. The light emitting diode package includes a package body having an opening and a through hole exposed by the opening. A pair of lead frames are supported by the package body. The pair of leadframes has a pair of inner frames exposed in the opening of the package body and outer frames extending from each of the inner frames to protrude out of the package body. In addition, a heat sink is coupled through the through hole at the bottom of the package body. The heat sink has an upper surface exposed by the opening. A light emitting diode chip having a light emitting cell array connected in series is mounted on the heat sink. Bonding wires electrically connect the light emitting diode chip to the lead frame. Accordingly, it is possible to provide a light emitting diode package having high heat dissipation efficiency and which can be driven using an AC power source.

여기서, "발광셀"은 단일 발광다이오드 칩 내에 형성된 미세 발광다이오드를 의미한다. 일반적으로, 발광다이오드 칩은 단 하나의 발광다이오드를 가지나, 본 발명에 있어서, 상기 발광다이오드 칩은 복수개의 발광셀들을 갖는다.Here, the "light emitting cell" means a fine light emitting diode formed in a single light emitting diode chip. In general, the light emitting diode chip has only one light emitting diode, but in the present invention, the light emitting diode chip has a plurality of light emitting cells.

상기 패키지 본체는, 상기 한 쌍의 리드프레임을 위치시킨 후, 열가소성 수지를 삽입몰딩하여 형성된 것일 수 있다. 이에 따라, 복잡한 구조를 갖는 패키지 본체를 쉽게 형성할 수 있다. The package body may be formed by inserting a thermoplastic resin after positioning the pair of lead frames. Thereby, the package main body which has a complicated structure can be formed easily.

상기 히트싱크는 상기 패키지 본체의 하부에 결합된 기저부와, 상기 기저부의 중앙부분에서 상향 돌출되어 상기 관통홀에 결합된 돌출부를 갖는다. 이에 더하여, 상기 히트싱크는 상기 돌출부의 측면에 걸림턱을 가질 수 있다. 상기 걸림턱이 상기 패키지 본체의 상부면에 걸리거나 상기 관통홀의 측벽에 삽입되어 상기 히트싱크가 패키지 본체로부터 분리되는 것을 방지한다.The heat sink has a base coupled to the bottom of the package body, and a protrusion protruded upward from a central portion of the base and coupled to the through hole. In addition, the heat sink may have a locking step on the side of the protrusion. The catching jaw is caught by an upper surface of the package body or inserted into a sidewall of the through hole to prevent the heat sink from being separated from the package body.

한편, 상기 발광다이오드 칩은 기판 및 상기 기판과 전기적으로 절연되고, 상기 기판 상에 서로 이격된 발광셀들을 포함한다.On the other hand, the light emitting diode chip includes a substrate and light emitting cells electrically insulated from the substrate and spaced apart from each other on the substrate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광다이오드 칩은 상기 발광셀들을 전기적으로 직렬연결하는 배선들을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light emitting diode chip may further include wirings for electrically connecting the light emitting cells in series.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 발광다이오드 칩과 상기 히트싱크 사이에 서브마운트가 개재될 수 있다. 상기 서브마운트는 상기 발광셀들에 대응하는 전극패턴들을 가질 수 있으며, 상기 발광셀들은 상기 전극패턴들에 의해 직렬연결될 수 있다.In another embodiment of the present invention, a submount may be interposed between the light emitting diode chip and the heat sink. The submount may have electrode patterns corresponding to the light emitting cells, and the light emitting cells may be connected in series by the electrode patterns.

한편, 몰딩부재가 상기 발광다이오드 칩의 상부를 덮을 수 있다. 상기 몰딩부재는 상기 패키지 본체의 측벽으로 둘러싸인 홈 내부에 위치할 수 있다. 상기 몰딩부재는 제1 몰딩부재 및 제2 몰딩부재를 포함할 수 있으며, 상기 제1 및/또는 제2 몰딩부재 내에 형광체가 함유될 수 있다. 이에 따라, 청색광을 방출하는 발광다이오드 칩을 사용하여, 백색을 방출하는 발광다이오드 패키지를 제공할 수 있다.On the other hand, a molding member may cover the upper portion of the light emitting diode chip. The molding member may be located in a groove surrounded by sidewalls of the package body. The molding member may include a first molding member and a second molding member, and phosphors may be contained in the first and / or second molding members. Accordingly, a light emitting diode package emitting white light may be provided using a light emitting diode chip emitting blue light.

한편, 상기 몰딩부재 상부에 렌즈가 위치할 수 있다. 상기 렌즈는 사용목적에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.On the other hand, a lens may be positioned on the molding member. The lens may have various shapes according to the intended use.

본 발명의 실시예들에 따르면, 히트싱크를 채택하여 열방출 효율을 높일 수 있고, 히트싱크에 결합턱을 형성하여 히트싱크가 패키지 본체로부터 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 직렬접속된 발광셀 어레이들을 갖는 발광다이오드 칩을 탑재하므로써, 교류-직류 변환기 없이, 가정용 교류전원을 사용하여 구동시킬 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to increase the heat dissipation efficiency by adopting a heat sink, to form a coupling jaw in the heat sink to prevent the heat sink from being separated from the package body, the light emitting cell array connected in series By mounting a light emitting diode chip having a light emitting diode, it is possible to provide a light emitting diode package which can be driven using a home AC power supply without an AC-DC converter.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 상부 사시도 및 하부 사시도이다.
도 3은 도 1의 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위해 도 1 및 도 2의 발광다이오드 패키지에 발광다이오드 칩을 탑재한 단면도이다.
도 5는 도 4의 발광다이오드 패키지에 몰딩부재를 형성하고, 렌즈를 장착한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 발광다이오드 패키지에 탑재된 발광다이오드 칩을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 칩을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a 및 도 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 칩을 설명하기 위한 단면도들이다.
1 and 2 are top and bottom perspective views illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the light emitting diode package of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view of a light emitting diode chip mounted on the light emitting diode package of FIGS. 1 and 2 to explain a light emitting diode package according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a molding member formed on the light emitting diode package of FIG. 4 and a lens mounted thereto. FIG.
6A and 6B are circuit diagrams for describing a light emitting diode chip mounted in a light emitting diode package of the present invention.
7A and 7B are cross-sectional views illustrating a light emitting diode chip according to an embodiment of the present invention.
8A and 8C are cross-sectional views illustrating a light emitting diode chip according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, widths, lengths, thicknesses, and the like of components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 상부 사시도 및 하부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 분해 사시도이다. 한편, 도 4는 도 1 및 도 2의 발광다이오드 패키지에 발광다이오드 칩을 탑재하고, 본딩와이어로 연결한 것을 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 4의 발광다이오드 패키지에 몰딩부재를 형성하고 렌즈를 장착한 단면도이다.1 and 2 are an upper perspective view and a lower perspective view for explaining a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view for explaining a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode chip mounted on the light emitting diode package of FIGS. 1 and 2 and connected with a bonding wire, and FIG. 5 is a molding member formed on the light emitting diode package of FIG. One cross section.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 발광다이오드 패키지는 제1 패키지 본체(6)와 제2 패키지 본체(9)로 이루어진 패키지 본체를 포함한다. 상기 제1 패키지 본체와 상기 제2 패키지 본체는 별개로 제조될 수 있으나, 삽입 몰딩기술을 사용하여 일체로 형성될 수 있다. 일체로 형성된 경우, 패키지 본체는 제1 패키지 본체(6)와 제2 패키지 본체(9)로 분리되지 않으나, 설명의 편의상 분리된 것으로 도시하였다.1 to 3, the light emitting diode package of the present invention includes a package body including a first package body 6 and a second package body 9. The first package body and the second package body may be manufactured separately, but may be integrally formed using an insert molding technique. When formed integrally, the package body is not separated into the first package body 6 and the second package body 9, but is shown as separated for convenience of description.

상기 제1 패키지 본체(6)는 개구부(8)를 가지며, 상부면에 몰딩부재를 수용하도록 함몰 형성되어 내측벽으로 둘러싸인 홈을 갖는다. 상기 개구부(8)는 상기 함몰형성된 부분과 동일한 면적을 가질 수 있으나, 도시한 바와 같이 그 보다 좁은 면적을 가질 수 있다. 상기 제1 패키지 본체의 내벽에는 후술하는 몰딩부재를 수용할 수 있도록 단턱부(7)가 형성될 수 있다.The first package body 6 has an opening 8 and has a recess formed in the upper surface thereof to receive the molding member and surrounded by an inner wall. The opening 8 may have the same area as the recessed portion, but may have a smaller area as shown. A stepped portion 7 may be formed on an inner wall of the first package body to accommodate a molding member to be described later.

상기 제2 패키지 본체(9)는 상기 제1 패키지 본체(6)의 개구부에 의해 노출되는 관통홀(11)을 갖는다. 또한, 상기 제2 패키지 본체(9)의 상부면에 내부프레임 수용홈(10)이 형성되고, 그 하부면에 히트싱크 안착홈(12)이 형성된다. 상기 내부 프레임 수용홈(10)은 상기 관통홀(11)과 이격되어 그 주위에 위치한다.The second package body 9 has a through hole 11 exposed by the opening of the first package body 6. In addition, the inner frame receiving groove 10 is formed on the upper surface of the second package body 9, the heat sink mounting groove 12 is formed on the lower surface. The inner frame receiving groove 10 is spaced apart from the through hole 11 and positioned around it.

한 쌍의 리드프레임(1)이 서로 이격되어 상기 제1 패키지 본체(6)와 제2 패키지 본체 사이에 위치한다. 상기 리드프레임(1)은 상기 제1 패키지 본체(6)의 개구부에 의해 노출되는 한 쌍의 내부프레임(3)과 상기 내부프레임에서 연장되어 패키지 본체 외부로 돌출된 외부프레임(2)을 갖는다. 상기 내부프레임(3)은 대칭구조로 형성되어 중앙부에 중공부(5)를 형성한다. 상기 중공부(5) 내에 상기 관통홀(11)이 위치하도록 상기 내부프레임(3)은 상기 내부프레임 수용홈(10) 내에 안착된다.A pair of lead frames 1 are spaced apart from each other and positioned between the first package body 6 and the second package body. The lead frame 1 has a pair of inner frames 3 exposed by the opening of the first package body 6 and an outer frame 2 extending from the inner frame to protrude out of the package body. The inner frame 3 is formed in a symmetrical structure to form a hollow portion 5 in the central portion. The inner frame 3 is seated in the inner frame receiving groove 10 so that the through hole 11 is located in the hollow part 5.

한편, 상기 내부프레임(3)은 각각 그것에서 연장된 지지대(4)를 가질 수 있다. 상기 지지대(4)는 발광다이오드 패키지를 대량으로 생산하기 위해 복수개의 리드프레임(1)들이 연결된 리드패널(도시하지 않음)을 사용할 때, 상기 리드프레임(1)을 지지하는 역할을 한다. 또한, 상기 외부프레임(2)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 인쇄회로기판 등에 표면실장될 수 있도록 절곡될 수 있다.On the other hand, the inner frame 3 may each have a support 4 extending therefrom. The support 4 serves to support the lead frame 1 when a lead panel (not shown) connected with a plurality of lead frames 1 is used to mass produce a light emitting diode package. Also, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the outer frame 2 may be bent to be surface mounted on a printed circuit board.

한편, 상기 리드프레임(1)은 도시한 바와 같이 대칭구조를 이룰 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 내부프레임(3)으로 둘러싸인 중공부(5)는 도시한 바와 같이 육각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 원형 또는 사각형 등 다양한 모양일 수 있다.On the other hand, the lead frame 1 may form a symmetrical structure as shown, but is not limited thereto. In addition, the hollow part 5 surrounded by the inner frame 3 may be hexagonal as shown, but is not limited thereto, and may have various shapes such as a circle or a quadrangle.

히트싱크(13)는 상기 제2 패키지 본체(9)의 하부면에서 제2 패키지 본체에 결합된다. 상기 히트싱크(13)는 상기 제2 패키지 본체의 히트싱크 안착홈(12)에 안착되는 기저부(14)를 가지며, 상기 기저부의 중앙부분에서 상향 돌출되어 상기 제2 패키지 본체의 관통홀(11)에 삽입되어 상기 제2 패키지 본체에 결합하는 돌출부(15)를 갖는다. 상기 돌출부(15)의 측면에 걸림턱이 형성될 수 있다. 상기 돌출부(15)의 상부면(16)은 함몰형성될 수 있으며, 상기 제1 패키지 본체(6)의 개구부(8)에 의해 노출된다.The heat sink 13 is coupled to the second package body at the bottom surface of the second package body 9. The heat sink 13 has a base portion 14 seated in the heat sink seating groove 12 of the second package body, and protrudes upward from the center portion of the base portion so that the through hole 11 of the second package body is formed. It has a protrusion 15 inserted into and coupled to the second package body. A locking jaw may be formed on the side of the protrusion 15. The upper surface 16 of the protrusion 15 may be recessed and exposed by the opening 8 of the first package body 6.

한편, 상기 제1 및 제2 패키지 본체(6, 9)는 플라스틱(Thermal Conductive Plastics) 또는 세라믹(High Thermal Conductive Ceramics)을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 플라스틱으로는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), LCP(Liquid Crystalline Polymer), PA(Polyamide), PPS(Polyphenylene Sulfide), TPE(Thermoplastic Elastomer) 등이 있으며, 세라믹으로는 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC) 및 질화알루미늄(AlN) 등이 있다. 상기한 세라믹스 중에서 질화알루미늄(AlN)은 알루미나와 동등한 물성을 가지며, 열전도성에서 알루미나보다 우수하여 많이 활용되고 있다.The first and second package bodies 6 and 9 may be formed using thermal conductive plastics or high thermal conductive ceramics. The plastic may include ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), LCP (Liquid Crystalline Polymer), PA (Polyamide), PPS (Polyphenylene Sulfide), TPE (Thermoplastic Elastomer), and ceramics include alumina (Al 2 O 3 ), carbonization Silicon (SiC) and aluminum nitride (AlN). Among the ceramics, aluminum nitride (AlN) has the same physical properties as alumina, and is more widely used than alumina in thermal conductivity.

상기 제1 및 제2 패키지 본체(6, 9)가 플라스틱인 경우, 리드프레임(1)을 위치시킨 후 삽입몰딩기술을 사용하여 형성할 수 있다.When the first and second package bodies 6 and 9 are made of plastic, the lead frame 1 may be positioned and then formed using an insert molding technique.

반면에, 상기 제1 및 제2 패키지 본체(6, 9)가 세라믹인 경우, 제1 패키지 본체(6)와 제2 패키지 본체(9)를 별도로 형성한 후 접착력이 큰 접착제 등을 이용하여 부착 고정시킬 수 있다.On the other hand, in the case where the first and second package bodies 6 and 9 are ceramics, the first package body 6 and the second package body 9 are separately formed and then attached using an adhesive having a high adhesive strength. Can be fixed

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 제1 패키지 본체(6)의 내벽에 단턱부(7)가 이중으로 형성될 수 있으며, 이는 후술하는 몰딩부재를 몰딩하거나 렌즈를 장착하는데 필요한 고정턱으로 작용하기 위함이다.Referring to FIG. 4, in the light emitting diode package according to the present invention, the stepped portion 7 may be formed on the inner wall of the first package body 6, which may be used to mold the molding member or to mount the lens. It is to act as necessary fixing jaw.

한편, 상기 히트싱크(13)의 걸림턱(15a)은 상기 돌출부(15)의 외측면에 형성되어 제2 패키지 본체(9)의 관통홀(11)의 내벽에 형성된 요홈부에 삽입 고정될 수 있다. 또한, 상기 걸림턱(15a)은 상기 돌출부(15)의 상측에 형성되어, 상기 제2 패키지 본체(9)의 상부면에 체결될 수도 있다. 이에 따라, 상기 패키지 본체로부터 히트싱크(13)가 분리되는 것을 방지할 수 있다. 상기 걸림턱은 상기 히트싱크(13)의 기저부 측면에 형성될 수도 있다.Meanwhile, the locking jaw 15a of the heat sink 13 may be formed on an outer surface of the protrusion 15 to be inserted and fixed to a recess formed in an inner wall of the through hole 11 of the second package body 9. have. In addition, the locking step 15a may be formed on the upper side of the protrusion 15 and may be fastened to an upper surface of the second package body 9. Accordingly, the heat sink 13 can be prevented from being separated from the package body. The locking jaw may be formed at the bottom side of the heat sink 13.

상기 히트싱크(13)는 열전도성 물질로 형성되며, 특히 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 히트싱크(13)는 성형기술 또는 프레스 가공기술 등을 사용하여 형성될 수 있다. The heat sink 13 is formed of a thermally conductive material, and in particular, may be formed of a metal or an alloy such as copper (Cu) or aluminum (Al). In addition, the heat sink 13 may be formed using a molding technique or a press working technique.

상기 히트싱크(13)의 상부면(16)에 발광다이오드 칩(17)이 탑재된다. 발광다이오드 칩(17)은 (Al,In,Ga)N의 화합물 반도체로 제조될 수 있으며, 요구되는 파장의 광을 방출하도록 선택된다. 예컨대, 상기 발광다이오드 칩(17)은 청색광을 방출하는 화합물 반도체일 수 있다. 상기 발광다이오드 칩(17)은 직렬접속된 발광셀 어레이를 갖는다. 상기 직렬접속된 발광셀 어레이를 갖는 발광다이오드 칩에 대해서는 도 6a 내지 도 8c를 참조하여 상세히 설명한다.The light emitting diode chip 17 is mounted on the upper surface 16 of the heat sink 13. The light emitting diode chip 17 may be made of a compound semiconductor of (Al, In, Ga) N, and is selected to emit light of a desired wavelength. For example, the light emitting diode chip 17 may be a compound semiconductor emitting blue light. The light emitting diode chip 17 has a light emitting cell array connected in series. A light emitting diode chip having the light emitting cell array connected in series will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 8C.

상기 발광다이오드 칩(17)은 본딩와이어들(19a, 19b)을 통해 상기 내부프레임(3a, 3b)에 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 상기 발광다이오드 칩(17)은 직렬접속된 발광셀 어레이의 양단에 각각 전기적으로 연결된 두개의 본딩패드들을 가질 수 있다. 이에 따라, 외부프레임들(2a, 2b)에 외부전원을 연결하여 상기 발광다이오드 칩(17)을 구동시킬 수 있다. The light emitting diode chip 17 is electrically connected to the internal frames 3a and 3b through bonding wires 19a and 19b. To this end, the light emitting diode chip 17 may have two bonding pads electrically connected to both ends of a series of light emitting cell arrays connected in series. Accordingly, an external power source may be connected to the external frames 2a and 2b to drive the light emitting diode chip 17.

한편, 상기 발광다이오드 칩(17)과 상기 히트싱크 사이에 전극패턴이 형성된 서브마운트(도시하지 않음)가 개재될 수 있다. 상기 본딩와이어들(19a, 19b)은 상기 서브마운트와 내부프레임들(3a, 3b)을 연결할 수 있으며, 상기 전극패턴들에 의해 상기 발광셀들이 직렬연결될 수 있다. 이에 대해서, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 후술한다. Meanwhile, a submount (not shown) having an electrode pattern formed between the light emitting diode chip 17 and the heat sink may be interposed. The bonding wires 19a and 19b may connect the submount and the internal frames 3a and 3b, and the light emitting cells may be connected in series by the electrode patterns. This will be described later with reference to FIGS. 8A to 8C.

도 5를 참조하면, 몰딩부재(21, 23)가 상기 발광다이오드 칩(17) 상부를 덮으며, 상기 제1 패키지 본체(6)의 홈 내에 몰딩된다. 상기 몰딩부재는 제1 몰딩부재(21) 및 제2 몰딩부재(23)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 몰딩부재는 각각 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등으로 형성될 수 있으며, 서로 동일하거나 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2 몰딩부재(23)는 상기 제1 몰딩부재(21)에 비해 경도값이 큰 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2 몰딩부재는 각각 단턱부(7a) 근처에서 계면이 형성되도록 상기 제1 패키지 본체(6)의 홈 내에 몰딩될 수 있다.Referring to FIG. 5, molding members 21 and 23 cover an upper portion of the light emitting diode chip 17 and are molded in a groove of the first package body 6. The molding member may include a first molding member 21 and a second molding member 23. The first and second molding members may be formed of an epoxy resin or a silicone resin, respectively, and may be formed of the same or different materials. It is preferable that the second molding member 23 has a greater hardness value than the first molding member 21. The first and second molding members may be molded in the grooves of the first package body 6 so that an interface is formed near the stepped portion 7a, respectively.

한편, 상기 제1 몰딩부재(21) 및/또는 상기 제2 몰딩부재(23) 내에 형광체가 함유될 수 있다. 또한, 상기 제1 몰딩부재(21) 및/또는 상기 제2 몰딩부재(23) 내에 광을 분산시키는 확산제가 함유될 수 있다.Meanwhile, phosphors may be contained in the first molding member 21 and / or the second molding member 23. In addition, a diffusion agent may be contained in the first molding member 21 and / or the second molding member 23.

상기 형광체는 발광다이오드 칩(17)에서 방출된 광을 파장 변환시킨다. 예컨대, 상기 발광다이오드 칩(17)이 청색광을 방출할 경우, 상기 제1 및/또는 제2 몰딩부재는 청색광을 황색광으로 변환시키거나, 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시키는 형광체를 포함할 수 있다. 그 결과, 상기 발광다이오드 패키지로부터 백색광이 외부로 출사된다.The phosphor converts light emitted from the light emitting diode chip 17 into wavelength. For example, when the light emitting diode chip 17 emits blue light, the first and / or second molding member may include a phosphor for converting blue light into yellow light or converting blue light into green light and red light. . As a result, white light is emitted from the light emitting diode package to the outside.

또한, 상기 몰딩부재 상부에 렌즈(25)가 위치한다. 상기 렌즈(25)는 상부 단턱부(7b)에 고정된다. 상기 렌즈(25)는 상기 발광다이오드 칩(17)에서 방출된 광이 일정한 지향각 내로 출사되도록, 도시한 바와 같이, 볼록 렌즈의 형상을 가질 수 있으며, 이외에 사용 목적에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.In addition, the lens 25 is positioned on the molding member. The lens 25 is fixed to the upper step portion 7b. The lens 25 may have the shape of a convex lens, as shown in the figure, so that the light emitted from the light emitting diode chip 17 is emitted within a predetermined direction angle, and may have various shapes depending on the purpose of use. .

이하, 본 발명의 실시예들에 사용되는 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩을 상세히 설명한다.Hereinafter, a light emitting diode chip having light emitting cells connected in series for use in embodiments of the present invention will be described in detail.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩의 동작원리를 설명하기 위한 회로도들이다.6A and 6B are circuit diagrams for describing an operating principle of a light emitting diode chip having a plurality of light emitting cells according to embodiments of the present invention.

도 6a를 참조하면, 발광셀들(31a, 31b, 31c)이 직렬 연결되어 제1 직렬 발광셀 어레이(31)를 형성하고, 또 다른 발광셀들(33a, 33b, 33c)이 직렬 연결되어 제2 직렬 발광셀 어레이(33)를 형성한다. 여기서, "직렬 발광셀 어레이"는 다수의 발광셀들이 직렬로 접속된 배열을 의미한다.Referring to FIG. 6A, light emitting cells 31a, 31b, and 31c are connected in series to form a first series light emitting cell array 31, and another light emitting cells 33a, 33b, and 33c are connected in series to each other. Two series light emitting cell arrays 33 are formed. Here, the "serial light emitting cell array" means an array in which a plurality of light emitting cells are connected in series.

상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(31, 33)의 양 단부들은 각각 교류전원(35) 및 접지에 연결된다. 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 교류전원(35)과 접지 사이에서 병렬로 연결된다. 즉, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들의 양 단부들은 서로 전기적으로 연결된다.Both ends of the first and second series arrays 31 and 33 are connected to an AC power source 35 and a ground, respectively. The first and second series arrays are connected in parallel between the AC power source 35 and ground. That is, both ends of the first and second series arrays are electrically connected to each other.

한편, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(31, 33)은 서로 반대 방향으로 흐르는 전류에 의해 발광셀들이 구동되도록 배치된다. 즉, 도시한 바와 같이, 제1 직렬 어레이(31)에 포함된 발광셀들의 양극(anode) 및 음극(cathode)과 제2 직렬 어레이(33)에 포함된 발광셀들의 양극 및 음극은 서로 반대 방향으로 배치된다.Meanwhile, the first and second series arrays 31 and 33 are disposed to drive the light emitting cells by currents flowing in opposite directions. That is, as shown, the anode and cathode of the light emitting cells included in the first series array 31 and the anode and the cathode of the light emitting cells included in the second series array 33 are opposite to each other. Is placed.

따라서, 교류전원(35)이 양의 위상일 경우, 상기 제1 직렬 어레이(31)에 포함된 발광셀들이 턴온되어 발광하며, 제2 직렬 어레이(33)에 포함된 발광셀들은 턴오프된다. 이와 반대로, 교류전원(35)이 음의 위상일 경우, 상기 제1 직렬 어레이(31)에 포함된 발광셀들이 턴오프되고, 제2 직렬 어레이(33)에 포함된 발광셀들이 턴온된다.Therefore, when the AC power source 35 is in a positive phase, the light emitting cells included in the first series array 31 are turned on to emit light, and the light emitting cells included in the second series array 33 are turned off. On the contrary, when the AC power source 35 is in a negative phase, the light emitting cells included in the first series array 31 are turned off, and the light emitting cells included in the second series array 33 are turned on.

결과적으로, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(31, 33)이 교류전원에 의해 턴온 및 턴오프를 교대로 반복함으로써, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들을 포함하는 발광다이오드 칩은 연속적으로 빛을 방출한다.As a result, the first and second series arrays 31 and 33 alternately turn on and off by AC power, so that the light emitting diode chip including the first and second series arrays is continuously lighted. Emits.

하나의 발광다이오드로 구성된 발광다이오드 칩들을 도 6a의 회로와 같이 연결하여 교류전원을 사용하여 구동시킬 수 있으나, 발광다이오드 칩들이 점유하는 공간이 증가한다. 그러나, 본 발명의 발광다이오드 칩은 하나의 칩에 교류전원을 연결하여 구동시킬 수 있으므로, 점유하는 공간이 증가하지 않는다.The light emitting diode chips consisting of one light emitting diode may be connected and driven using an AC power source as in the circuit of FIG. 6A, but the space occupied by the light emitting diode chips increases. However, the light emitting diode chip of the present invention can be driven by connecting an AC power source to one chip, so that the occupied space does not increase.

한편, 도 6a의 회로는 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들의 양단부들이 교류전원(35) 및 접지에 각각 연결되도록 구성하였으나, 상기 양단부들이 교류전원의 양 단자에 연결되도록 구성할 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 각각 세 개의 발광셀들로 구성되어 있으나, 이는 설명을 돕기 위한 예시이고, 발광셀들의 수는 필요에 따라 더 증가될 수 있다. 그리고, 상기 직렬 어레이들의 수도 더 증가될 수 있다.Meanwhile, although the circuit of FIG. 6A is configured such that both ends of the first and second series arrays are connected to the AC power source 35 and the ground, respectively, the both ends may be connected to both terminals of the AC power source. In addition, the first and second series arrays are each composed of three light emitting cells, but this is only an example to help explain, and the number of light emitting cells may be further increased as necessary. In addition, the number of the serial arrays may be further increased.

도 6b를 참조하면, 발광셀들(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)이 직렬 발광셀 어레이(41)를 구성한다. 한편, 교류전원(45)과 직렬 발광셀 어레이(41) 및 접지와 직렬 발광셀 어레이(41) 사이에 다이오드 셀들(D1, D2, D3, D4)을 포함하는 브리지 정류기가 배치된다. 상기 다이오드 셀들(D1, D2, D3, D4)은 발광셀들과 동일한 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 광을 방출하지 않을 수도 있다. 상기 직렬 발광셀 어레이(41)의 애노드 단자는 상기 다이오드 셀들(D1, D2) 사이의 노드에 연결되고, 캐소드 단자는 다이오드 셀들(D3, D4) 사이의 노드에 연결된다. 한편, 교류전원(45)의 단자는 다이오드 셀들(D1, D4) 사이의 노드에 연결되고, 접지는 다이오드 셀들(D2, D3) 사이의 노드에 연결된다.Referring to FIG. 6B, the light emitting cells 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, and 41f constitute a series light emitting cell array 41. Meanwhile, a bridge rectifier including diode cells D1, D2, D3, and D4 is disposed between the AC power source 45, the series light emitting cell array 41, and the ground and the series light emitting cell array 41. The diode cells D1, D2, D3, and D4 may have the same structure as the light emitting cells, but are not limited thereto and may not emit light. An anode terminal of the series light emitting cell array 41 is connected to a node between the diode cells D1 and D2, and a cathode terminal is connected to a node between diode cells D3 and D4. Meanwhile, the terminal of the AC power supply 45 is connected to a node between the diode cells D1 and D4, and the ground is connected to a node between the diode cells D2 and D3.

상기 교류전원(45)이 양의 위상을 갖는 경우, 브리지 정류기의 다이오드 셀들(D1, D3)이 턴온되고, 다이오드 셀들(D2, D4)이 턴오프된다. 따라서, 전류는 브리지 정류기의 다이오드 셀(D1), 상기 직렬 발광셀 어레이(41) 및 브리지 정류기의 다이오드 셀(D3)을 거쳐 접지로 흐른다.When the AC power supply 45 has a positive phase, the diode cells D1 and D3 of the bridge rectifier are turned on and the diode cells D2 and D4 are turned off. Thus, the current flows to ground through the diode cell D1 of the bridge rectifier, the series light emitting cell array 41 and the diode cell D3 of the bridge rectifier.

한편, 상기 교류전원(45)이 음의 위상을 갖는 경우, 브리지 정류기의 다이오드 셀들(D1, D3)이 턴오프되고, 다이오드 셀들(D2, D4)이 턴온된다. 따라서, 전류는 브리지 정류기의 다이오드 셀(D2), 상기 직렬 발광셀 어레이(41) 및 브리지 정류기의 다이오드 셀(D4)을 거쳐 교류전원으로 흐른다.On the other hand, when the AC power supply 45 has a negative phase, the diode cells D1 and D3 of the bridge rectifier are turned off and the diode cells D2 and D4 are turned on. Thus, current flows through the diode cell D2 of the bridge rectifier, the series light emitting cell array 41 and the diode cell D4 of the bridge rectifier to the AC power source.

결과적으로, 직렬 발광셀 어레이(41)에 브리지 정류기를 연결하므로써, 교류전원(45)을 사용하여 직렬 발광셀 어레이(41)를 계속적으로 구동시킬 수 있다. 여기서, 브리지 정류기의 단자들이 교류전원(45) 및 접지에 연결되도록 구성하였으나, 브리지 정류기의 상기 단자들이 교류전원의 양 단자에 연결되도록 구성할 수도 있다. 한편, 교류전원을 사용하여 직렬 발광셀 어레이(41)를 구동함에 따라, 리플(ripple)이 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 RC 필터를 연결하여 사용할 수 있다.As a result, by connecting the bridge rectifier to the series light emitting cell array 41, it is possible to continuously drive the series light emitting cell array 41 using the AC power supply 45. Here, although the terminals of the bridge rectifier are configured to be connected to the AC power source 45 and the ground, the terminals of the bridge rectifier may be configured to be connected to both terminals of the AC power source. Meanwhile, as the series light emitting cell array 41 is driven using an AC power source, ripple may occur, and an RC filter may be connected to prevent the ripple.

본 실시예에 따르면, 하나의 직렬 발광셀 어레이를 교류전원에 전기적으로 연결하여 구동시킬 수 있으며, 도 6a의 발광다이오드 칩에 비해 발광셀의 사용효율을 높일 수 있다.According to the present embodiment, one series of light emitting cell arrays may be electrically connected to and driven by an AC power source, and the use efficiency of the light emitting cells may be improved as compared to the light emitting diode chip of FIG. 6A.

도 6a 또는 도 6b를 참조하여 설명한 발광셀들은 단일의 발광다이오드 칩 내에 배열된다. 이하, 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩을 상세히 설명한다.The light emitting cells described with reference to FIG. 6A or 6B are arranged in a single light emitting diode chip. Hereinafter, a light emitting diode chip having light emitting cells connected in series will be described in detail.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 태양에 따른 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩을 설명하기 위한 단면도들이다.7A and 7B are cross-sectional views illustrating a light emitting diode chip having light emitting cells connected in series according to an embodiment of the present invention.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 발광다이오드 칩은 기판(20) 상에 서로 이격되고, 배선들(80-1 내지 80-n)에 의해 직렬접속된 복수의 발광셀(100-1 내지 100-n)을 갖는다. 즉, 발광다이오드 칩은 인접한 발광셀(100-1 내지 100-n)의 N형 반도체층(40)과 P형 반도체층(60)이 전기적으로 연결되고, 일 끝단의 발광셀(100-n)의 N형 반도체층(40) 상에 N형 패드(95)가 형성되고, 다른 일 끝단의 발광셀(100-1)의 P형 반도체층(60) 상에 P형 패드(90)가 형성된 복수의 발광셀(100)을 포함한다. 7A and 7B, a plurality of light emitting cells 100-1 are spaced apart from each other on a substrate 20 and serially connected by wirings 80-1 through 80-n. To 100-n). That is, in the LED chip, the N-type semiconductor layer 40 and the P-type semiconductor layer 60 of the adjacent light emitting cells 100-1 to 100-n are electrically connected to each other, and the light emitting cells 100-n at one end thereof are electrically connected. A plurality of N-type pads 95 are formed on the N-type semiconductor layer 40, and the P-type pads 90 are formed on the P-type semiconductor layer 60 of the light emitting cell 100-1 at the other end. It includes a light emitting cell 100.

인접한 발광셀(100-1 내지 100-n)의 N형 반도체층(40)과 P형 반도체층(60)이 금속 배선(80)을 통해 전기적으로 접속된다. 또한, 본 발명에서는 발광셀(100-1 내지 100-n)들을 직렬 연결하여 교류 구동이 가능한 전압의 숫자만큼 형성하는 것이 효과적이다. 본 발명에서는 단일 발광셀(100)을 구동하기 위한 전압/전류와 조명용 발광다이오드 칩에 인가되는 교류 구동전압에 따라 직렬 접속되는 발광셀(100)의 개수가 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 220V 교류 구동에서는 일정 구동 전류에 3.3V 짜리 단위 발광셀 66 내지 67개를 직렬로 연결하여 발광다이오드 칩을 제작한다. 또한, 110V 교류 구동에서는 일정 구동 전류에 3.3V 짜리 단위 발광셀 33 내지 34개를 직렬로 연결하여 발광다이오드 칩을 제작한다. The N-type semiconductor layer 40 and the P-type semiconductor layer 60 of the adjacent light emitting cells 100-1 to 100-n are electrically connected through the metal wiring 80. In addition, in the present invention, it is effective to connect the light emitting cells 100-1 to 100-n in series to form the number of voltages capable of AC driving. According to the present invention, the number of light emitting cells 100 connected in series may vary depending on a voltage / current for driving a single light emitting cell 100 and an AC driving voltage applied to a light emitting diode chip for illumination. For example, in the 220V AC driving, 66 to 67 unit light emitting cells of 3.3V are connected in series to a constant driving current to manufacture a light emitting diode chip. In addition, in the 110V AC driving, 33 to 34 3.3V unit light emitting cells are connected in series to a constant driving current to manufacture a light emitting diode chip.

예를 들어 도 7a와 같이, 제 1 내지 제 n의 발광셀(100-1 내지 100-n)이 직렬 접속된 발광다이오드 칩에 있어서, 제 1 발광셀(100-1)의 P형 반도체층(60)상에 P형 패드(90)가 형성되고, 제 1 발광셀(100-1)의 N형 반도체층(40)과 제 2 발광셀(100-2)의 P형 반도체층(60)이 제 1 배선(80-1)을 통해 접속된다. 또한, 제 3 발광셀(100-3)의 N형 반도체층(40)과 제 4 발광셀(미도시)의 P형 반도체층(미도시)이 제 2 배선(80-2)을 통해 접속된다. 그리고, 제 n-2 발광셀(미도시)의 N형 반도체층(미도시)과 제 n-1 발광셀(100-n-1)의 P형 반도체층(60)이 제 n-1 배선(80-n-1)을 통해 접속되고, 제 n-1 발광셀(100-n-1)의 N형 반도체층(40)과, 제 n 발광셀(100-n)의 P형 반도체층(60)이 제 n 배선(80-n)을 통해 접속된다. 또한, 제 n 발광셀(100-n)의 N형 반도체층(40)에 N형 패드(95)가 형성된다. For example, as shown in FIG. 7A, in a light emitting diode chip in which the first to nth light emitting cells 100-1 to 100-n are connected in series, the P-type semiconductor layer of the first light emitting cell 100-1 ( 60, a P-type pad 90 is formed, and the N-type semiconductor layer 40 of the first light emitting cell 100-1 and the P-type semiconductor layer 60 of the second light emitting cell 100-2 are formed. It is connected via the 1st wiring 80-1. In addition, the N-type semiconductor layer 40 of the third light emitting cell 100-3 and the P-type semiconductor layer (not shown) of the fourth light emitting cell (not shown) are connected through the second wiring 80-2. . The n-type semiconductor layer (not shown) of the n-th light emitting cell (not shown) and the P-type semiconductor layer 60 of the n-th light emitting cell 100-n-1 are connected to the n-1 wiring ( N-type semiconductor layer 40 of n-th light emitting cell 100-n-1 and P-type semiconductor layer 60 of n-th light emitting cell 100-n, which are connected via 80-n-1; ) Is connected via the n-th wiring 80-n. In addition, an N-type pad 95 is formed in the N-type semiconductor layer 40 of the n-th light emitting cell 100-n.

본 발명의 기판(20)은 복수개의 발광다이오드 칩를 제작할 수 있는 기판일 수 있다. 이에, 도 7a 및 도 7b의 A는 이러한 복수개의 발광다이오드 칩을 개별적으로 절단하기 위한 절단 영역을 나타낸다.The substrate 20 of the present invention may be a substrate on which a plurality of light emitting diode chips can be manufactured. Thus, A of FIGS. 7A and 7B show cutting regions for individually cutting the plurality of light emitting diode chips.

또한, 상술한 발광다이오드 칩은 외부 교류전압을 정류하기 위한 정류용 다이오드 셀들(도 6b의 D1 내지 D4)을 가질 수 있다. 상기 다이오드 셀들은 정류 브리지형태로 배열된다. 상기 다이오드 셀들의 노드들이 각각 발광셀의 N형 패드와 P형 패드에 접속될 수 있다. 상기 다이오드 셀들은 상기 발광셀들과 동일한 구조를 가지는 발광셀들일 수 있다.In addition, the LED chip described above may have rectifying diode cells (D1 to D4 in FIG. 6B) for rectifying an external AC voltage. The diode cells are arranged in the form of a rectifying bridge. Nodes of the diode cells may be connected to the N-type pad and the P-type pad of the light emitting cell, respectively. The diode cells may be light emitting cells having the same structure as the light emitting cells.

이하, 상기 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting diode chip having light emitting cells connected in series will be described.

기판(20)상에 버퍼층(30), N형 반도체층(40), 활성층(50) 및 P형 반도체층(60)을 순차적으로 성장시킨다. P형 반도체층(60) 상에 투명 전극층(70)을 더 형성할 수도 있다. 상기 기판(20)은 사파이어(Al2O3), 탄화실리콘(SiC), 산화아연(ZnO), 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP)0, 리튬-알루미나(LiAl2O3 ), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN) 또는 질화갈륨(GaN) 기판일 수 있으며, 기판(20) 상에 형성될 반도체층의 물질에 따라 선택될 수 있다. 질화갈륨계 반도체층을 사용하는 경우, 사파이어 또는 탄화실리콘(SiC) 기판이 바람직하다.The buffer layer 30, the N-type semiconductor layer 40, the active layer 50, and the P-type semiconductor layer 60 are sequentially grown on the substrate 20. The transparent electrode layer 70 may be further formed on the P-type semiconductor layer 60. The substrate 20 may include sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), zinc oxide (ZnO), silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP) 0, and lithium-alumina (LiAl 2). O 3 ) , boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), or gallium nitride (GaN) substrate, and may be selected according to the material of the semiconductor layer to be formed on the substrate 20. In the case of using a gallium nitride based semiconductor layer, a sapphire or silicon carbide (SiC) substrate is preferable.

상기 버퍼층(30)은 결정 성장시에 기판(20)과 후속층들의 격자 부정합을 줄위기 위한 층으로서, 예컨대 갈륨질화막(GaN)일 수 있다. SiC 기판이 전도성 기판일 경우, 상기 버퍼층(30)은 절연층으로 형성되는 것이 바람직하며, 반절연 GaN로 형성될 수 있다. N형 반도체층(40)은 전자가 생성되는 층으로서, N형 화합물 반도체층과 N형 클래드층으로 형성된다. 이때, N형 화합물 반도체 층은 N형 불순물이 도핑되어 있는 GaN을 사용할 수 있다. P형 반도체층(60)은 홀이 생성되는 층으로서, P형 클래드층과 P형 화합물 반도체층으로 형성된다. 이때, P형 화합물 반도체층은 P형 불순물이 도핑되어 있는 AlGaN을 사용할 수 있다.The buffer layer 30 is a layer for reducing lattice mismatch between the substrate 20 and subsequent layers during crystal growth, and may be, for example, a gallium nitride layer (GaN). When the SiC substrate is a conductive substrate, the buffer layer 30 may be formed of an insulating layer, and may be formed of semi-insulating GaN. The N-type semiconductor layer 40 is a layer in which electrons are generated, and is formed of an N-type compound semiconductor layer and an N-type cladding layer. In this case, the N-type compound semiconductor layer may use GaN doped with N-type impurities. The P-type semiconductor layer 60 is a layer in which holes are formed, and is formed of a P-type cladding layer and a P-type compound semiconductor layer. In this case, AlGaN doped with P-type impurities may be used for the P-type compound semiconductor layer.

활성층(50)은 소정의 밴드 갭과 양자 우물이 만들어져 전자 및 홀이 재결합되는 영역으로서, InGaN층을 포함할 수 있다. 또한, 활성층(50)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 홀 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(50)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다.The active layer 50 is a region where a predetermined band gap and a quantum well are made to recombine electrons and holes, and may include an InGaN layer. In addition, according to the kind of material constituting the active layer 50, the emission wavelength generated by electron and hole coupling is changed. Therefore, it is preferable to adjust the semiconductor material contained in the active layer 50 according to the target wavelength.

그 후, 사진 및 식각공정을 사용하여 상기 P형 반도체층(60) 및 활성층(50)들을 패터닝하여 상기 N형 반도체층(40)의 일부를 노출시킨다. 또한, 상기 노출된 N형 반도체층(40)의 일부를 제거하여 각각의 발광셀(100)을 전기적으로 절연한다. 이때, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 노출된 버퍼층(30)을 제거하여 기판(20) 상부면을 노출시킬 수 있으며, 도 7b와 같이, 버퍼층(30)에서 식각을 정지할 수 있다. 상기 버퍼층(30)이 전도성인 경우, 상기 노출된 버퍼층(30)을 제거하여 발광셀들을 전기적으로 분리시킨다.Thereafter, a portion of the N-type semiconductor layer 40 is exposed by patterning the P-type semiconductor layer 60 and the active layers 50 using a photolithography and an etching process. In addition, a portion of the exposed N-type semiconductor layer 40 is removed to electrically insulate each of the light emitting cells 100. In this case, as shown in FIG. 7A, the exposed surface of the substrate 20 may be exposed by removing the exposed buffer layer 30, and as shown in FIG. 7B, the etching may be stopped in the buffer layer 30. When the buffer layer 30 is conductive, the exposed buffer layer 30 is removed to electrically separate the light emitting cells.

상술한 제조 공정과 동일한 방법을 이용하여 정류 브리지용 다이오드 셀들도 함께 형성할 수 있다. 물론, 통상의 반도체 제조 공정을 사용하여 별도로 정류 브리지용 다이오드 셀들을 형성할 수도 있다. Diode cells for rectifying bridges may also be formed using the same method as the above-described manufacturing process. Of course, it is also possible to form diode cells for rectifying bridge separately using a conventional semiconductor manufacturing process.

이후, 소정의 브리지(Bridge) 공정 또는 스텝커버(Step Cover) 등의 공정을 통해 각기 인접한 발광셀(100-1 내지 100-n)의 N형 반도체층(40)과 P형 반도체층(60)을 전기적으로 연결하는 도전성 배선(80-1 내지 80-n)을 형성한다. 도전성 배선(80-1 내지 80-n)은 도전성의 물질을 이용하여 형성하되, 금속 또는 불순물로 도핑된 실리콘 화합물을 이용하여 형성한다. Subsequently, the N-type semiconductor layer 40 and the P-type semiconductor layer 60 of the adjacent light emitting cells 100-1 to 100-n are formed through a predetermined bridge process or a step cover process. Conductive wires 80-1 to 80-n for electrically connecting the same. The conductive wires 80-1 to 80-n are formed using a conductive material, but are formed using a silicon compound doped with a metal or an impurity.

상기 브리지 공정은 에어브리지(air bridge) 공정이라고도 하며, 이 공정에 대해 간단하게 설명한다. 우선, 발광셀들이 형성된 기판 상에 감광막을 형성한 후, 노광기술을 사용하여 노출된 N형 반도체층 및 P형 반도체층 상부의 전극층을 노출시키는 개구부를 갖는 제1 감광막 패턴을 형성한다. 그 후, 전자빔 증착(e-beam evaporation) 기술등을 사용하여 금속물질층을 얇게 형성한다. 상기 금속물질층은 개구부 및 감광막 패턴 상부 전면에 형성된다. 이어서, 상기 감광막 패턴 상부에 다시, 연결하고자 하는 인접한 발광셀들 사이 영역들 및 상기 개구부들의 상기 금속물질층을 노출시키는 제2 감광막 패턴을 형성한다. 그 후, 금 등을 도금기술을 사용하여 형성한 후, 상기 제1 및 제2 감광막 패턴들을 제거한다. 그 결과, 인접한 발광셀들을 연결하는 배선만 남고, 다른 금속물질층 및 감광막 패턴들은 모두 제거되어, 배선이 브리지 형태로 발광셀들을 연결한다.The bridge process is also called an air bridge process, and this process will be briefly described. First, after forming a photoresist film on the substrate on which the light emitting cells are formed, a first photoresist pattern having an opening for exposing the exposed N-type semiconductor layer and the electrode layer on the P-type semiconductor layer is formed by using an exposure technique. Thereafter, the metal material layer is thinly formed by using an electron beam evaporation technique. The metal material layer is formed on the entire surface of the opening and the photoresist pattern. Subsequently, a second photoresist pattern is formed on the photoresist pattern to expose regions between adjacent light emitting cells to be connected and the metal layer of the openings. Thereafter, gold and the like are formed using a plating technique, and then the first and second photoresist patterns are removed. As a result, only wirings connecting adjacent light emitting cells remain, and all other metal material layers and photoresist patterns are removed, so that the wirings connect the light emitting cells in a bridge form.

한편, 스텝커버 공정은 발광셀들을 갖는 기판 상에 절연층을 형성하는 것을 포함한다. 상기 절연층을 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝하여 P형 반도체층 및 N형 반도체층 상부의 전극층을 노출시키는 개구부를 형성한다. 이어서, 전자빔 증착기술 등을 사용하여 상기 개구부를 채우고 상기 절연층 상부를 덮는 금속층을 형성한다. 그 후, 상기 금속층을 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝하여 서로 인접한 발광셀들을 연결하는 배선을 형성한다. 이러한, 스텝커버 공정은 다양한 변형예가 가능하다. 스텝커버 공정을 사용하면, 배선이 절연층에 의해 지지되므로 배선에 대한 신뢰성을 증가시킬 수 있다.Meanwhile, the step cover process includes forming an insulating layer on a substrate having light emitting cells. The insulating layer is patterned using photolithography and etching techniques to form openings that expose the P-type semiconductor layer and the electrode layer on the N-type semiconductor layer. Subsequently, an electron beam deposition technique or the like is used to form a metal layer filling the opening and covering the insulating layer. Thereafter, the metal layer is patterned using photolithography and etching techniques to form interconnects that connect adjacent light emitting cells. Such a step cover process is possible in various modifications. Using the step cover process, the wiring is supported by the insulating layer, thereby increasing the reliability of the wiring.

한편, 양끝단에 위치한 발광셀(100-1 및 100-n)에 각기 외부와 전기적 접속을 위한 P형 패드(90)와 N형 패드(95)를 형성한다. 정류 브리지용 다이오드 셀들을 P형 패드(90)와 N형 패드(95)에 각각 접속시킬 수도 있고, 본딩와이어들(도 4 또는 도 5의 19a 및 19b)을 P형 패드(90)와 N형 패드(95)에 각각 연결할 수 있다.Meanwhile, P-type pads 90 and N-type pads 95 are formed in the light emitting cells 100-1 and 100-n located at both ends, respectively, for electrical connection with the outside. The rectifying bridge diode cells may be connected to the P-type pad 90 and the N-type pad 95, respectively, and the bonding wires (19a and 19b of FIG. 4 or 5) may be connected to the P-type pad 90 and the N-type. The pads 95 may be connected to each other.

상술한 본 발명의 발광다이오드 칩의 제조 방법은 일 실시예일 뿐이며, 이에 한정되지 않고, 다양한 공정과 제조 방법이 소자의 특성 및 공정의 편의에 따라 변경되거나 추가될 수 있다.The manufacturing method of the light emitting diode chip of the present invention described above is only one embodiment, and is not limited thereto. Various processes and manufacturing methods may be changed or added according to the characteristics of the device and the convenience of the process.

예를 들어, N형 전극, N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 P형 전극이 순차적으로 적층된 형상의 다수의 수직형 발광셀들을 기판상에 형성하거나, 이러한 구조를 갖는 발광셀들을 기판상에 본딩하여 배열한다. 이후, 인접한 발광셀의 N형 전극 및 P형 전극을 배선으로 연결하여 다수의 발광셀들을 직렬 연결하여 발광다이오드 칩을 제작할 수 있다. 물론 상기의 수직형 발광셀은 상술한 예에 한정된 구조가 아닌 다양한 구조가 가능하다. 또한, 기판 상에 복수개의 발광셀들을 형성한 후, 별도의 호스트 기판 상에 상기 발광셀들을 본딩하고, 상기 기판을 레이저를 사용하여 분리하거나, 화학기계적연마 기술을 사용하여 제거하므로써 호스트 기판 상에 복수개의 발광셀들을 형성하는 것도 가능하다. 그 후, 인접한 발광셀들을 배선으로 직렬연결할 수 있다. For example, a plurality of vertical light emitting cells having a shape in which an N-type electrode, an N-type semiconductor layer, an active layer, a P-type semiconductor layer, and a P-type electrode are sequentially stacked are formed on a substrate, or light-emitting cells having such a structure are formed. Bonding is arranged on a substrate. Thereafter, the N-type electrode and the P-type electrode of adjacent light emitting cells may be connected by wires to connect a plurality of light emitting cells in series to manufacture a light emitting diode chip. Of course, the vertical light emitting cell is not limited to the above-described structure is possible in a variety of structures. In addition, after forming a plurality of light emitting cells on a substrate, by bonding the light emitting cells on a separate host substrate, and separating the substrate using a laser, or by using a chemical mechanical polishing technique to remove on the host substrate It is also possible to form a plurality of light emitting cells. Thereafter, adjacent light emitting cells can be connected in series by wiring.

상기 발광셀(100) 각각은 기판(20) 상에 순차적으로 적층된 N형 반도체층(40), 활성층(50) 및 P형 반도체층(60)을 포함하며, 버퍼층(30)이 기판(20)과 발광셀(100) 사이에 개재된다. 상기 발광셀(100) 각각은 상기 P형 반도체층(60) 상에 형성된 투명전극층(70)을 포함한다. 또한, 수직형 발광셀의 경우, N형 반도체층 하부에 위치하는 N형 전극을 포함한다.Each of the light emitting cells 100 includes an N-type semiconductor layer 40, an active layer 50, and a P-type semiconductor layer 60 that are sequentially stacked on the substrate 20, and the buffer layer 30 includes the substrate 20. ) And the light emitting cell 100. Each of the light emitting cells 100 includes a transparent electrode layer 70 formed on the P-type semiconductor layer 60. In addition, the vertical light emitting cell includes an N-type electrode disposed under the N-type semiconductor layer.

N형 본딩 패드와 P형 본딩 패드는 발광셀(100)을 외부의 금속배선 또는 본딩와이어와 전기적으로 연결하기 위한 패드로서, Ti/Au의 적층 구조로 형성할 수 있다. 상기 본딩패드들은 발광셀들 모두의 N형 반도체층 및 P형 반도체층 상에 형성될 수 있다. 또한, 상술한 투명 전극층(70)은 P형 본딩 패드를 통해 입력되는 전압을 P형 반도체층(60)에 균일하게 전달하는 역할을 한다.The N-type bonding pad and the P-type bonding pad are pads for electrically connecting the light emitting cell 100 to an external metal wiring or bonding wire, and may be formed in a stacked structure of Ti / Au. The bonding pads may be formed on the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer of all the light emitting cells. In addition, the transparent electrode layer 70 serves to uniformly transfer the voltage input through the P-type bonding pad to the P-type semiconductor layer 60.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 다른 태양에 따른 직렬접속된 발광셀들을 갖는 발광다이오드 칩(1000)을 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서, 발광다이오드 칩(1000)은 플립칩형 발광셀들을 가지며, 상기 발광다이오드 칩(1000)이 서브마운트(2000)에 결합되어 히트싱크(도 4 또는 도 5의 13)에 탑재된다.8A to 8C are cross-sectional views illustrating a light emitting diode chip 1000 having light emitting cells connected in series according to another embodiment of the present invention. The LED chip 1000 includes flip chip type light emitting cells, and the LED chip 1000 is coupled to the submount 2000 and mounted on a heat sink (FIG. 4 or 13 of FIG. 5).

도 8a를 참조하면, 상기 발광다이오드 칩(1000)은 기판(110) 상에 다수의 플립칩형 발광셀들이 배열된다. 발광셀 각각은 기판(110) 상에 형성된 N형 반도체층(130)과, N형 반도체층(130)의 일부에 형성된 활성층(140)과, 활성층(140) 상에 형성된 P형 반도체층(150)을 포함한다. 한편, 상기 기판(110)과 발광셀들 사이에 버퍼층(120)이 개재될 수 있다. 이때, P형 반도체층(150)의 콘택 저항을 줄이기 위해 별도의 P형 전극층(160)이 P형 반도체층(150) 상에 형성될 수 있다. 상기 P형 전극층은 투명전극층일 수 있으나, 투명전극층일 필요가 없다. 또한, 상기 발광다이오드 칩(1000)은 P형 전극층(150) 상에 범핑용으로 형성된 P형 금속 범퍼(metal bumper; 170)와, N형 반도체층(130) 상에 범핑용으로 형성된 N형 금속범퍼(180)를 더 포함한다. 또한, P형 전극층(160) 상부에 형성된 반사율 10 내지 100%인 반사층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, P형 반도체층(150) 상에 전류의 공급을 원활히 하기 위한 별도의 오믹금속층을 더 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 8A, a plurality of flip chip type light emitting cells are arranged on a substrate 110 of the light emitting diode chip 1000. Each of the light emitting cells includes an N-type semiconductor layer 130 formed on the substrate 110, an active layer 140 formed on a portion of the N-type semiconductor layer 130, and a P-type semiconductor layer 150 formed on the active layer 140. ). Meanwhile, a buffer layer 120 may be interposed between the substrate 110 and the light emitting cells. In this case, in order to reduce the contact resistance of the P-type semiconductor layer 150, a separate P-type electrode layer 160 may be formed on the P-type semiconductor layer 150. The P-type electrode layer may be a transparent electrode layer, but does not need to be a transparent electrode layer. The light emitting diode chip 1000 may include a P-type metal bumper 170 formed on the P-type electrode layer 150 for bumping and an N-type metal formed on the N-type semiconductor layer 130 for bumping. It further includes a bumper 180. In addition, the P-type electrode layer 160 may further include a reflecting layer (not shown) having a reflectance of 10 to 100%. In addition, a separate ohmic metal layer may be further formed on the P-type semiconductor layer 150 to facilitate supply of current.

상기 기판(110), 버퍼층(120), N형 반도체층(130), 활성층(140) 및 P형 반도체층(150)은, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 동일한 기판(20) 및 반도체층들로 형성될 수 있다.The substrate 110, the buffer layer 120, the N-type semiconductor layer 130, the active layer 140, and the P-type semiconductor layer 150 have the same substrate 20 and semiconductor as described with reference to FIGS. 7A and 7B. It may be formed in layers.

서브 마운트 기판(2000)은 다수의 N영역과 P영역이 정의된 기판(200)과, 상기 기판(200) 표면에 형성된 유전체막(210)과, 인접한 N영역과 P영역을 연결하는 다수의 전극패턴(230)을 포함한다. 또한, 일 가장자리에 위치한 P영역까지 연장된 P형 본딩 패드(240)와, 다른 일 가장자리에 위치한 N영역까지 연장된 N형 본딩 패드(250)를 더 포함한다. The submount substrate 2000 includes a substrate 200 in which a plurality of N regions and P regions are defined, a dielectric film 210 formed on the surface of the substrate 200, and a plurality of electrodes connecting adjacent N and P regions. Pattern 230. The apparatus may further include a P-type bonding pad 240 extending to a P region located at one edge and an N-type bonding pad 250 extending to an N region located at the other edge.

상기의 N영역은 발광다이오드 칩(1000)의 N형 금속 범퍼(180)가 접속될 영역을 지칭하고, P영역은 발광다이오드 칩(1000)의 P형 금속 범퍼(170)가 접속될 영역을 지칭한다. The N region refers to a region to which the N-type metal bumper 180 of the LED chip 1000 is to be connected, and the P region refers to a region to which the P-type metal bumper 170 of the LED chip 1000 is to be connected. do.

이때 기판(200)으로는 열전도성이 우수한 기판을 사용한다. 예컨대, SiC, Si, 게르마늄(Ge), 실리콘게르마늄(SiGe), AlN, 금속 기판을 사용할 수 있다. 유전체막(210)으로는 전류가 1㎛이하로 흐르는 모든 유전물질을 사용할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 전류가 전혀 흐르지 않는 절연물질을 사용할 수도 있다. 또한, 유전체막(210)은 다층으로 형성할 수도 있다. 상기 기판이 비전도성인 경우, 상기 유전체막(210)은 생략될 수 있다. 상기 유전체막(210)으로는 산화실리콘(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 또는 질화질리콘(SiN)을 사용할 수 있다.In this case, a substrate having excellent thermal conductivity is used as the substrate 200. For example, SiC, Si, germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), AlN, or a metal substrate can be used. As the dielectric film 210, any dielectric material through which a current flows below 1 μm may be used. Of course, the present invention is not limited thereto, and an insulating material through which no current flows can be used. In addition, the dielectric film 210 may be formed in multiple layers. When the substrate is nonconductive, the dielectric film 210 may be omitted. As the dielectric layer 210, silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), or silicon nitride (SiN) may be used.

전극패턴(230), N형 본딩 패드(250) 및 P형 본딩 패드(240)는 전기 전도성이 우수한 금속을 사용할 수 있다.The electrode pattern 230, the N-type bonding pad 250, and the P-type bonding pad 240 may use a metal having excellent electrical conductivity.

이하, 플립칩형 발광셀을 갖는 발광다이오드 칩용 서브 마운트 기판의 제작 방법을 설명한다. Hereinafter, a manufacturing method of a sub-mount substrate for a light emitting diode chip having a flip chip type light emitting cell will be described.

기판(200)을 요철 형상으로 형성하여 N영역과 P영역으로 정의한다. 상기의 N영역과 P영역은 본딩될 발광다이오드 칩(1000)의 N형 금속 범퍼(180)와 P형 금속 범퍼(170)의 크기에 따라 그 폭과 높이 및 형상이 매우 다양하게 변화될 수 있다. 본 실시예에서는, 기판(200)의 철부가 N영역이 되고, 기판의 요부가 P영역(A)이 된다. 이러한 형상의 기판(200)은 별도의 주형을 이용하여 제조될 수도 있고, 소정의 식각공정을 이용하여 제조될 수도 있다. 즉, 기판(200)상에 P영역을 노출시키는 마스크를 형성한 다음, 노출된 기판(200)의 일부를 제거하여 리세스된 P영역을 형성한다. 이후, 마스크를 제거하면 리세스된 P영역과 상대적으로 돌출된 N영역이 형성된다. 또한, 기계적 가공을 통해 리세스된 P영역을 형성할 수도 있다. The substrate 200 is formed in an uneven shape to define the N region and the P region. The N region and the P region may vary in width, height, and shape according to sizes of the N-type metal bumper 180 and the P-type metal bumper 170 of the LED chip 1000 to be bonded. . In this embodiment, the convex portion of the substrate 200 becomes the N region, and the recessed portion of the substrate becomes the P region A. The substrate 200 of this shape may be manufactured using a separate mold, or may be manufactured using a predetermined etching process. That is, after forming a mask exposing the P region on the substrate 200, a portion of the exposed substrate 200 is removed to form a recessed P region. Subsequently, removing the mask forms an N region protruding relatively to the recessed P region. In addition, the recessed P region may be formed through mechanical processing.

이후, 전체 구조상에 유전체막(210)을 형성한다. 이때, 기판(200)으로 도전성 물질을 사용하지 않을 경우에는 유전체막(210)을 형성하지 않을 수도 있다. 열 전도율의 향상을 위해 전기 전도성이 우수한 금속 기판을 사용할 경우, 유전체막(210)을 형성하여 충분한 절연 역할을 할 수 있도록 한다. Thereafter, the dielectric film 210 is formed on the entire structure. In this case, when the conductive material is not used as the substrate 200, the dielectric film 210 may not be formed. In the case of using a metal substrate having excellent electrical conductivity to improve thermal conductivity, the dielectric film 210 may be formed to provide sufficient insulation.

유전체막(210) 상에 인접한 N영역과 P영역을 하나의 쌍으로 연결하는 전극패턴들(230)을 형성한다. 스크린 인쇄 방법으로 전극패턴들(230)을 형성하거나, 전극층을 증착한 후, 사진 및 식각공정을 사용하여 패턴닝하여 전극패턴들(230)을 형성할 수 있다. Electrode patterns 230 are formed on the dielectric layer 210 to connect adjacent N and P regions in a pair. The electrode patterns 230 may be formed by screen printing, or after the electrode layer is deposited, the electrode patterns 230 may be formed by patterning using a photolithography and an etching process.

발광다이오드 칩(1000)의 P형 금속범퍼(170)가 P영역 상의 전극패턴(230)에 본딩되고, N형 금속범퍼(180)가 N영역 상의 전극패턴(230)에 본딩되므로써, 상기 발광다이오드 칩(1000)과 서브 마운트 기판(2000)이 본딩된다. 이때, 상기 발광다이오드 칩(1000)의 발광셀들이 전극패턴들(230)에 의해 직렬 연결되어, 직렬접속된 발광셀 어레이를 형성한다. 상기 직렬접속된 발광셀 어레이의 양단에 P형 본딩패드(240)와 N형 본딩패드(250)가 위치하여 본딩와이어들(도 4 또는 도 5의 19a 및 19b)에 각각 연결된다.The P-type metal bumper 170 of the light emitting diode chip 1000 is bonded to the electrode pattern 230 on the P region, and the N-type metal bumper 180 is bonded to the electrode pattern 230 on the N region. The chip 1000 and the submount substrate 2000 are bonded. In this case, the light emitting cells of the LED chip 1000 are connected in series by the electrode patterns 230 to form an array of light emitting cells connected in series. P-type bonding pads 240 and N-type bonding pads 250 are positioned at both ends of the series-connected light emitting cell arrays and are connected to bonding wires (19a and 19b of FIG. 4 or 5, respectively).

이때, 금속범프(170, 180)와 전극패턴들(230) 및 본딩 패드들(240, 250)은 다양한 본딩 방법을 통해 본딩될 수 있으며, 예컨대 공융온도를 이용한 공융(Eutectic)법을 통해 본딩될 수 있다. In this case, the metal bumps 170 and 180, the electrode patterns 230, and the bonding pads 240 and 250 may be bonded through various bonding methods. For example, the metal bumps 170 and 180 may be bonded using an eutectic method using a eutectic temperature. Can be.

이때, 직렬 접속되는 발광셀의 개수는 사용하고자 하는 전원 및 사용 전력에 따라 다양하게 변화될 수 있으며, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같은 개수로 형성될 수 있다.In this case, the number of light-emitting cells connected in series may vary depending on the power source and power to be used, and may be formed in the same number as described with reference to FIGS. 7A and 7B.

도 8b를 참조하면, 도 8a와 같이 기판(110) 상에 복수개의 발광셀들이 배열되는 것이 아니라, 개개의 발광셀(100a 내지 100c)이 서브 마운트 기판(2000) 상에 별개로 본딩될 수 있다. 또한, 도 8a의 발광다이오드 칩(1000)에서 레이저를 사용하여 기판(110)을 분리하거나, 화학기계적연마기술을 사용하여 상기 기판(110)을제거할 수 있다. 이때, 인접한 발광셀(100a 내지 100c)의 N형 금속 범퍼(170)와 P형 금속범퍼(180)가 서브 마운트 기판(2000)에 형성된 전극패턴들(230)에 본딩되어 상기 발광셀들이 전기적으로 직렬 연결된다. Referring to FIG. 8B, instead of arranging a plurality of light emitting cells on the substrate 110 as shown in FIG. 8A, individual light emitting cells 100a to 100c may be separately bonded on the sub-mount substrate 2000. . In addition, in the light emitting diode chip 1000 of FIG. 8A, the substrate 110 may be separated using a laser, or the substrate 110 may be removed using a chemical mechanical polishing technique. At this time, the N-type metal bumper 170 and the P-type metal bumper 180 of the adjacent light emitting cells 100a to 100c are bonded to the electrode patterns 230 formed on the sub-mount substrate 2000 to electrically connect the light emitting cells. Are connected in series.

도 8c를 참조하면, 다수의 N영역과 P영역이 정의된 평평한 기판(200) 상에 인접한 N영역(A)과 P영역(B)을 각각 연결하는 전극패턴들(230)을 형성한 다음, 발광다이오드 칩(1000)을 서브 마운트 기판(2000)에 실장할 수 있다. 즉, 도 8a와 달리, 소정의 패턴이 형성되지 않은 기판(200)상에 전극패턴들(230)을 형성한 다음, 발광다이오드 칩(1000)의 인접한 발광셀의 N형 금속 범퍼(170)와 P형 금속 범퍼(180)가 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 8C, electrode patterns 230 are formed on the flat substrate 200 on which a plurality of N regions and P regions are defined to connect adjacent N regions A and P regions B, respectively. The light emitting diode chip 1000 may be mounted on the submount substrate 2000. That is, unlike FIG. 8A, the electrode patterns 230 are formed on the substrate 200 on which the predetermined pattern is not formed, and then the N-type metal bumpers 170 of the adjacent light emitting cells of the LED chip 1000 are formed. The P-type metal bumper 180 may be electrically connected.

또한, 발광다이오드 칩(1000)내의 발광셀에 N형 및 P형 금속 범퍼(170, 180)를 형성하지 않고, 서브 마운트 기판(2000) 상의 N영역(B) 및 P영역(A)에 각각 금속범퍼(170, 180)를 형성할 수도 있다. 이때, 금속범퍼(170, 180)와 본딩되기 위해 N형 및 P형 반도체층(130, 150) 상에 소정의 금속전극(미도시)이 더 형성될 수도 있다. In addition, the N-type and P-type metal bumpers 170 and 180 are not formed in the light emitting cells in the LED chip 1000, and the metals are formed in the N region B and the P region A on the sub-mount substrate 2000, respectively. Bumpers 170 and 180 may be formed. In this case, a predetermined metal electrode (not shown) may be further formed on the N-type and P-type semiconductor layers 130 and 150 to be bonded to the metal bumpers 170 and 180.

또한, 본 발명에서는 가정용 전원에서 사용하기 위해 상기 발광다이오드 칩(1000) 내에 별도의 브리지 회로를 구성할 수 있다. 또한, 상기의 직렬접속된 발광셀 어레이들을 두개 이상 형성되도록 하여 이들을 병렬연결하여 가정용 전원으로 구동시킬 수 있다.In addition, in the present invention, a separate bridge circuit may be configured in the light emitting diode chip 1000 for use in a home power source. In addition, two or more of the series-connected light emitting cell arrays may be formed so that they may be connected in parallel to be driven by a home power source.

Claims (10)

히트싱크;
상기 히트싱크 상에 실장된 발광다이오드 칩;
상기 히트싱크로부터 이격되어 위치하는 한 쌍의 리드프레임; 및
상기 히트싱크 및 상기 한 쌍의 리드프레임을 고정하는 패키지 본체;를 포함하며,
상기 히트싱크는 상기 패키지 본체의 하부에서 상기 패키지 본체의 관통홀을 통해 결합되어 고정되고,
상기 패키지 본체의 상부측으로 상기 히트싱크의 칩 실장부 및 한 쌍의 리드프레임의 적어도 일부가 노출되고, 상기 패키지 본체의 하부측으로 상기 히트싱크의 기저부가 노출되며,
상기 히트싱크는 상기 패키지 본체로부터 히트싱크가 분리되는 것을 방지하는 걸림턱이 형성되어 있는 발광다이오드 패키지.
Heat sink;
A light emitting diode chip mounted on the heat sink;
A pair of lead frames spaced apart from the heat sink; And
And a package body configured to fix the heat sink and the pair of lead frames.
The heat sink is fixed to the coupling through the through hole of the package body in the lower portion of the package body,
At least a portion of the chip mount and the pair of lead frames of the heat sink are exposed to the upper side of the package body, and the base of the heat sink is exposed to the lower side of the package body.
The heat sink is a light emitting diode package having a locking step is formed to prevent the heat sink is separated from the package body.
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 리드프레임은 상기 히트싱크의 상면으로부터 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 1,
The pair of lead frames are spaced apart from the top surface of the heat sink LED package.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 걸림턱은 상기 히트싱크의 칩 실장부의 외측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 1,
The locking step is a light emitting diode package, characterized in that formed on the outer surface of the chip mounting portion of the heat sink.
청구항 1에 있어서,
상기 걸림턱은 상기 히트싱크의 기저부 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 1,
The catching jaw is a light emitting diode package, characterized in that formed on the bottom side of the base of the heat sink.
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 리드프레임은 한 쌍의 내부 프레임 및 상기 내부 프레임 각각에서 연장되어 상기 패키지 본체의 외부로 돌출된 외부 프레임을 포함함을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 1,
The pair of lead frames includes a pair of inner frames and an outer frame extending from each of the inner frames to protrude out of the package body.
청구항 6에 있어서,
상기 외부 프레임은 상기 패키지 본체의 측면을 통하여 외부로 돌출된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method of claim 6,
The outer frame is a light emitting diode package, characterized in that protruding to the outside through the side of the package body.
청구항 1에 있어서,
상기 발광다이오드 칩의 상부를 덮는 몰딩부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 1,
The light emitting diode package further comprises a molding member covering an upper portion of the light emitting diode chip.
청구항 8에 있어서,
상기 몰딩부재는 칩에 인접하여 배치되는 제1 몰딩부재와 칩에서 이격되어 배치되는 제2 몰딩부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 8,
The molding member includes a first molding member disposed adjacent to the chip and a second molding member spaced apart from the chip package.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 몰딩부재는 상기 제1 몰딩부재보다 경도 값이 큰 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
The method according to claim 9,
The second molding member is a light emitting diode package, characterized in that the hardness value is larger than the first molding member.
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