KR101452857B1 - 발광소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents
발광소자 패키지 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101452857B1 KR101452857B1 KR1020130022976A KR20130022976A KR101452857B1 KR 101452857 B1 KR101452857 B1 KR 101452857B1 KR 1020130022976 A KR1020130022976 A KR 1020130022976A KR 20130022976 A KR20130022976 A KR 20130022976A KR 101452857 B1 KR101452857 B1 KR 101452857B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- package substrate
- dispersed
- glass structure
- phosphor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 120
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 61
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 10
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 4
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
본 발명은 고내열 및 고내광 특성을 가지면서 광특성 분포 차이를 줄일 수 있는, 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 위하여, 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판; 상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및 상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;를 구비하는, 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 형광체를 포함하는 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광소자는 전자장치, 예컨대 디스플레이장치에서 백라이트 모듈의 광원으로 사용되거나 또는 조명기기의 광원으로 사용되고 있다. 발광소자는 형광체와 조합하여 사용 용도에 따라 다양한 발광색을 구현할 수 있다. 이러한 발광소자는 백라이트 모듈에 결합되기 위해 또는 조명기기에 장착되기 위해서, 인쇄회로기판이나 리드프레임 상에 수지류를 포함하는 다양한 재료를 이용하여 패키징될 수 있다.
그러나 종래의 발광소자 패키지에서는 고출력화에 따르는 높은 열에너지 또는 광에너지에 의하여 패키징 재료가 열화되는 문제점이 발생하고 있다. 특히, 형광체를 이용하여 광의 파장을 변환하는 발광소자 패키지에서는, 전자장치의 고출력화에 의하여 발광소자의 발열량이 증가함에 따라, 형광체와 혼합되는 실리콘(silicone)과 같은 유기계 바인더 수지가 열화되거나 변색되는 문제점이 발생하고 있다. 이는 광효율의 저하로 연결되어 발광소자 패키지의 수명이 감소하고 제품의 신뢰도가 낮아지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 고내열 및 고내광 특성을 가지면서 광특성 분포 차이를 줄일 수 있는, 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따른 발광소자 패키지가 제공된다. 상기 발광소자 패키지는 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판; 상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및 상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;를 구비한다.
상기 발광소자 패키지에서, 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는 형광체가 내부에 분산된 용융된 상태의 유리를 상기 패키지용 기판 상에 디스펜싱(dispensing)하고 경화함으로써 형성된 볼록렌즈를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지에서, 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는 회절 광학계(Diffractvie Optical System)를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지는 상기 패키지용 기판의 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 댐(dam) 구조체를 더 구비할 수 있고, 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 댐 구조체의 내측에 배치되며, 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉할 수 있다.
상기 발광소자 패키지에서, 상기 패키지용 기판은 상기 발광소자가 내측에 안착되는 캐비티를 포함할 수 있고, 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 캐비티 상에 배치되며, 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉할 수 있다.
상기 발광소자 패키지는 상기 패키지용 기판의 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 자기정렬(self-align) 구조체를 더 구비할 수 있고, 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 자기정렬 구조체의 내측에 배치되며, 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉하는, 제 1 유리 구조체; 및 상기 제 1 유리 구조체를 둘러싸고, 바닥면은 상기 자기정렬 구조체와 맞닿아 형성된, 제 2 유리 구조체;를 포함할 수 있다. 제 1 유리 구조체의 융점은 제 2 유리 구조체의 융점보다 더 낮을 수 있다. 상기 제 2 유리 구조체를 구성하는 물질은, 용융상태에서, 상기 패키지용 기판을 구성하는 물질보다 상기 자기정렬 구조체를 구성하는 물질과 부착력이 더 클 수 있다.
상기 발광소자 패키지에서, 상기 패키지용 기판은 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 그루브(groove)를 포함할 수 있다. 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 발광소자와 이격하여 상기 발광소자를 둘러싸도록 형성되며, 상기 패키지용 기판과 접촉하는 바닥면으로부터 돌출되어 상기 그루브에 삽입된 돌출부재를 포함할 수 있다. 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체와 상기 패키지용 기판 사이의 공간은 공기 또는 내열수지로 충전(充塡)될 수 있다.
상기 발광소자 패키지에서, 상기 패키지용 기판은 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 그루브를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지는 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉하며, 상기 패키지용 기판과 접촉하는 바닥면에 상기 그루브에 삽입된 돌출부재가 형성되고, 내열수지로 구성된, 굴절률 매칭부를 더 구비할 수 있다. 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는 상기 굴절률 매칭부 상에 배치될 수 있다.
상기 발광소자 패키지는 상기 패키지용 기판의 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 인터포저(interposer)를 더 구비할 수 있다. 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는 상기 발광소자와 이격하여 상기 인터포저 상에 배치될 수 있다. 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체와 상기 패키지용 기판 사이의 공간은 공기 또는 내열수지로 충전될 수 있다.
상기 발광소자 패키지에서, 상기 금속바디부는 상면에서 하면까지 관통하는 비아홀을 포함하고, 상기 전극층은 상기 비아홀을 충전하는 콘택패턴을 포함하고, 상기 발광소자는 상기 콘택패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 발광소자 패키지의 제조방법이 제공된다. 상기 발광소자 패키지의 제조방법은 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 구비하는 패키지용 기판을 형성하는 단계; 상기 패키지용 기판 상에 발광소자를 실장하는 단계; 및 상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체를 배치하는 단계;를 포함한다.
상기 발광소자 패키지의 제조방법에서, 상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체를 배치하는 단계는, 형광체가 내부에 분산된 유리를 필렛(fillet) 형태로 제공하는 단계; 상기 필렛 형태의 상기 형광체가 내부에 분산된 유리를 용융한 후에 상기 패키지용 기판 상에 디스펜싱(dispensing)하는 단계; 및 상기 패키지용 기판 상에서, 상기 형광체가 내부에 분산된 용융상태의 유리를 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고내열 및 고내광 특성을 가지면서 광특성 분포 차이를 줄일 수 있는, 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
본 실시예를 설명하는 과정에서 언급하는 "상의" 또는 "하의" 와 같은 용어들은 도면에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 상대적인 관계를 기술하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 이러한 상대적 용어들은 도면에서 묘사되는 방향과 별도로 다른 방향들을 포함하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 도면들에서 도시된 구조체의 상하가 뒤집어 진다면, 다른 요소들의 상면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하면 상에 존재하게 된다. 그러므로 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "상의" 및 "하의" 방향 모두를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예를 설명하는 과정에서, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치하거나, 다른 구성요소에 "(전기적으로) 연결"된다고 언급할 때는, 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소의 직접 상에 위치하거나, 상기 다른 구성요소에 직접 (전기적으로) 연결되는 것을 의미할 수도 있으나, 나아가, 하나 또는 둘 이상의 개재하는 구성요소들이 그 사이에 존재할 수 있음을 의미할 수도 있다. 하지만, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소의 "직접 상에" 위치하거나, 다른 구성요소에 "(전기적으로) 직접 연결"된다거나, 또는 다른 구성요소에"직접 접촉"한다고 언급할 때는, 별도의 언급이 없다면 그 사이에 개재하는 구성요소들이 존재하지 않음을 의미한다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지(10a)는 패키지용 기판(100), 패키지용 기판(100) 상의 발광소자(200), 및 패키지용 기판(100) 상에서 발광소자(200)를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 구비한다.
본 발명의 실시예들에서, 패키지용 기판(100)은 금속바디부(110), 금속바디부(110) 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층(120), 및 절연층(120) 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층(130)을 포함할 수 있다. 한편, 변형된 실시예에서, 패키지용 기판(100)은 금속바디부(110), 금속바디부(110) 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는 전극층(130) 및 금속바디부(110)와 전극층(130)의 적어도 일부 사이에 개재된 절연층(120)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 금속 기판으로 불릴 수도 있는 금속바디부(110)는 벌크 금속을 이용한다는 점에서 통상의 인쇄회로기판이나 리드프레임과는 구분될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서 패키지용 기판(100)은, 전극 구조를 패터닝한 리드 프레임이나 수지 구조 위에 전극층을 형성한 인쇄회로기판과는 구분될 수 있다.
금속바디부(110)는 기본적으로 벌크 금속으로 제공되므로, 별도의 방열 구조 없이도 금속바디부(110)의 상부의 발광소자(200)에서 발생된 열을 금속바디부(110)의 하부로 효과적으로 방열할 수 있다. 선택적으로, 방열 특성을 더 높이기 위해서 금속바디부(110)의 하면에 방열판(미도시) 등이 더 결합될 수도 있지만, 기본적으로는 방열판을 생략할 수 있다.
한편, 패키지용 기판(100)은 금속바디부(110)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층(120)을 포함한다. 예를 들어, 절연층(120)은 금속바디부(110)를 산화시켜 형성될 수 있다. 특히 금속바디부(110)가 알루미늄을 포함하는 경우에는, 절연층(120)은 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다. 이 경우에는 절연층(120)은 금속바디부(110)의 알루미늄을 산화시켜 형성될 수 있다. 산화 방법으로는 여러 가지 방법이 가능한데, 예컨대 아노다이징법을 이용하여 금속바디부(110)의 알루미늄을 산화시켜 절연층(120)을 형성할 수 있다. 물론 절연층(120)은 이러한 물질 외에 다른 절연성 물질을 포함할 수도 있다. 예컨대 절연층(120)은 실리콘옥사이드나 실리콘나이트라이드 등을 포함할 수 있다.
절연층(120)은 발광소자(200)에서 발생된 열을 효과적으로 방출하기 위하여 금속바디부(110)의 상면, 측면 및 하면 중 일부에 형성될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 절연층(120)은 금속바디부(110)의 상면 및 측면에 형성되고, 발광소자(200)의 열이 외부로 방열되는 발광소자(200)의 하측에 대응하는 금속바디부(110)의 바닥면의 일부에는 형성되지 않을 수 있다.
또한, 패키지용 기판(100)은 절연층(120) 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층(130)을 포함한다. 예를 들어, 전극층(130)은 금속바디부(110)의 상면, 측면 및 하면의 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 전극층(130)은 절연층(120) 상에 제트프린팅법이나 실크프린팅법 등과 같은 프린팅법이나 증착 또는 도금 등의 다양한 방법을 통해 형성할 수 있다.
전극층(130)은 발광소자(200)의 극성에 대응하기 위해서 서로 이격된 적어도 두 부분으로 나뉠 수 있다. 구체적으로 발광소자(200)에 인가될 상이한 두 극성의 전기 신호를 전달할 수 있도록 두 부분 이상이 필요할 수 있다. 예를 들어, 전극층(130)은 두 부분으로 나뉘어 절연층(120) 상에 배치되거나, 또는 절연층(120) 상에 연속되는 한 층으로 형성된 후 절단하는 트렌치를 형성하여 분리될 수도 있다.
금속바디부(110)와 전극층(130)은 개재된 절연층(120)에 의하여 전기적으로 절연될 수 있다. 다만, 변형된 실시예에서는, 서로 이격된 복수의 전극층(130)들 중의 임의의 어느 하나의 일부만 절연층(120) 상에서 신장되어 금속바디부(110)와 직접 접촉되도록 구성될 수도 있다. 이러한 전기적 연결구조에 의하여, 패키지용 기판(100) 자체가 별도의 배선 없이 발광소자(200)의 전기적 신호를 처리할 수 있는 구성의 일부를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지(10a)는 패키지용 기판(100) 상에 배치된 발광소자(200)를 포함한다. 발광소자(200)는 전기 신호를 인가받아 광을 방출하는 소자로서 다양한 전자 장치의 광원으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 발광소자(200)는 화합물 반도체의 다이오드로 구성될 수 있고, 이러한 발광소자(200)는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)로 불릴 수 있다. 이러한 발광 다이오드는 화합물 반도체의 물질에 따라서 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 이 실시예에서, 발광소자(200)에서 광이 방출되는 방향은 패키지용 기판(100)과 멀어지는 상방향(+z 방향)에 해당한다. 발광소자(200)는 전기 신호를 송수신하기 위한 입출력 패드들(210)을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광소자(200)는 n형 반도체층에 연결된 제1패드와, p형 반도체층에 연결된 제2패드로 구성되는 입출력 패드들(210)을 포함할 수 있다.
발광소자(200)는 입출력 패드들(210)을 통하여 패키지용 기판(100)의 전극층(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지(10a)는, 입출력 패드들(210)이 아래로 향하는 플립칩(flip chip) 발광소자(200)를 포함할 수 있다. 이 경우, 발광소자(200)의 입출력 패드들(210)은 패키지용 기판(100)의 전극층(130)과, 도전성 와이어에 의하지 않고, 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위하여 발광소자(200)의 입출력 패드들(210)은 패키지용 기판(100)의 전극층(130)과 도전성 접착부재(300)가 개재되어 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 발광소자(200)의 입출력 패드들(210)은 패키지용 기판(100)의 전극층(130)과 공정본딩(eutectic bonding)에 의하여 전기적으로 직접 연결될 수 있다.
공정본딩은 서로 접합되는 대향면들이 정확하게 편평한 경우, 예를 들어, 3㎛ 이내로 편평한 경우, 구현될 수 있다. 도전성 접착부재(300)는 서로 접합되는 대향면들이 정확히 편평하게 배치되는 것이 어려울 경우에도 적용될 수 있다. 이러한 도전성 접착부재(300)는 솔더 페이스트(solder paste), 유텍틱 합금재(eutectic alloy material), 또는 은 페이스트(Ag paste) 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 변형된 실시예에서는 발광소자(200)의 입출력 패드들(210)이 윗방향으로 배치되어 패키지용 기판(100) 상에 실장될 수 있다. 이 경우, 발광소자(200)의 입출력 패드들(210)과 패키지용 기판(100)의 전극층(130)은 도전성 와이어(미도시)에 의하여 전기적으로 연결될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지는 형광체(phosphor)가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 구비한다. 형광체는 적어도 발광소자(200)에서 방출되는 광의 경로 상에 배치될 수 있으며, 발광소자(200)에서 방출되는 광의 적어도 일부를 흡수하여 상이한 파장의 광으로 방출할 수 있다. 예컨대, 발광소자(200)가 자외선을 방출하면 형광체는 자외선을 흡수하여 가시광선인 백색광으로 변환하여 방출할 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 발광소자(200)가 청색광을 방출하면 형광체는 청색광을 흡수하여 녹색광으로 변환하여 방출할 수도 있다. 이러한 다양한 발광색을 갖는 형광체를 조합하면, 백색을 포함하여 청색부터 적색까지 사용 용도에 따라 다양한 가시광선을 발색할 수 있다.
형광체(phosphor)가 내부에 분산된 유리 구조체(500, PIG: Phosphor In Glass)는 형광체가 내부에 분산된 유리를 필렛(fillet) 형태로 제공하고, 상기 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 유리를 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에 발광소자(200)가 실장된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시킴으로써 구현될 수 있다. 패키지용 기판(100) 상에 상술한 유리의 용융체를 직접 디스펜싱하고 경화시켜, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 구현함으로써, 패키지용 기판(100) 상에 볼록렌즈를 자동으로 형성하게 된다. 즉, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들과 달리, 발광소자를 외부환경으로부터 보호하기 위하여 발광소자를 밀봉하는 봉지재인, 실리콘(silicone)과 같은 유기계 바인더 수지를 형광체와 혼합하여 발광소자 패키지에 제공하는 경우, 유기계 바인더 수지가 발광소자에서 방출되는 열과 광에 의하여 열화되거나 변색되는 문제점이 발생할 수 있다. 이는 전자장치의 고출력화에 의하여 발광소자의 발열량과 광의 강도가 증가함에 따라 더욱 두드러질 수 있다. 또한, 형광체를 봉지재인 실리콘과 혼합하여 디스펜싱(dispensing)하는 과정에서 형광체 입자가 자중(自重)에 의하여 침전하게 되어, 초기 제품과 최종 제품 사이에 광특성 분포 차이가 발생하고 최종 패키지 제품의 랭크(rank) 분포가 커지게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지는, 실리콘(silicone)과 같은 유기계 바인더 수지를 사용하지 않고, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 도입함으로써, 유기계 바인더 수지가 열화되거나 변색되는 문제점을 원천적으로 극복할 수 있다. 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는 실리콘(silicone)과 같은 유기계 바인더 수지에 비하여 높은 내열성과 내광성을 가지기 때문이다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지는, 통상의 인쇄회로기판이나 리드프레임과는 구분되는, 상술한 패키지용 기판(100)을 사용하기 때문에, 통상의 인쇄회로기판이나 리드프레임에 필요한 각종 수지류로 구성되는 몰딩재를 적용하지 않아도 된다. 따라서, 몰딩재를 구성하는 수지류가 발광소자로부터 방출되는 열과 광에 의하여 열화되거나 변색되는 문제점을 원천적으로 극복할 수 있다.
나아가, 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 유리를 이용하여 상술한 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 구현하므로, 형광체 입자가 자중(自重)에 의하여 침전하는 현상에 기인하여 광특성 분포 차이가 발생하고 최종 패키지 제품의 랭크(rank) 분포가 커지게 되는 문제점을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지(10a)는 패키지용 기판(100)의 상면에서 발광소자(200)의 둘레를 따라 형성된 댐(dam) 구조체(410)를 더 구비할 수 있다. 패키지용 기판(100)상에서 댐 구조체(410)에 의하여 한정되는 내측 영역은 원형, 사각형 또는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 유리를 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에 발광소자(200)가 실장된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시키는 동안, 유동성을 가지는 유리물질이 패키지용 기판(100) 상에서 소정의 영역의 외측으로 흘러가는 것을 방지하기 위하여, 상기 소정의 영역의 경계 상에 댐 구조체(410)를 구성할 수 있다. 따라서, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는, 도 1에 도시된 것처럼, 댐 구조체(410)의 내측에 배치되며, 발광소자(200)를 외부로부터 보호하도록 발광소자(200)를 둘러싸면서 밀봉하여 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 패키지(10a)는 댐 구조체(410)에 의하여 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 간단한 방법으로 형성할 수 있으며, 수지류의 봉지재를 이용하지 않고, 높은 내열성과 내광성을 가지는 유리 구조체(500)로 발광소자(200)를 밀봉할 수 있는 추가적인 효과를 기대할 수 있다.
한편, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는 회절 광학계(Diffractvie Optical System)를 포함할 수 있다. 상기 회절 광학계는 외부로 방출되는 광을 회절시킴으로써 일정 영역으로 휘도가 균일한 광을 출력할 수 있도록 한다. 또한, 다른 변형된 실시예에서는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)와 별도로 회절 광학계(미도시)가 형성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10b)에서, 패키지용 기판(100)은 발광소자(200)가 내측에 안착되는 캐비티(cavity, 150)를 포함할 수 있다. 패키지용 기판(100)상에서 캐비티(150)에 의하여 한정되는 내측 영역은 원형, 사각형 또는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 유리를 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에 발광소자(200)가 실장된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시키는 동안, 유동성을 가지는 유리물질이 패키지용 기판(100) 상에서 소정의 영역의 외측으로 흘러가는 것을 방지하여야 하는데, 상기 소정의 영역은 캐비티(150)에 의하여 한정되는 영역일 수 있다. 따라서, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는, 도 2에 도시된 것처럼, 캐비티(150) 상에 배치되며, 발광소자(200)를 외부로부터 보호하도록 발광소자(200)를 둘러싸면서 밀봉하여 형성된다. 그 외의 다른 구성이나 효과 등에 대한 내용은 도 1을 참조하여 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10b)는, 패키지용 기판(100)에 형성된 캐비티(150)에 의하여, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 간단한 방법으로 형성할 수 있으며, 수지류의 봉지재를 이용하지 않고, 높은 내열성과 내광성을 가지는 유리 구조체(500)로 발광소자(200)를 밀봉할 수 있는 추가적인 효과를 기대할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10c)는 패키지용 기판(100)의 상면에서 발광소자(200)의 둘레를 따라 형성된 자기정렬(self-align) 구조체(420)를 더 구비할 수 있다. 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는, 자기정렬 구조체(420)의 내측에 배치되며, 발광소자(200)를 외부로부터 밀봉하는, 제 1 유리 구조체(510a) 및 제 1 유리 구조체(510a)를 둘러싸고, 바닥면은 자기정렬 구조체(420)와 맞닿아 형성된, 제 2 유리 구조체(510b)를 포함할 수 있다.
자기정렬 구조체(420)는 유리 친화층(glass affinity layer)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 유리 구조체(510a) 및/또는 제 2 유리 구조체(510b)를 구성하는 물질은, 유동성을 가지는 상태, 예를 들어, 용융상태에서, 패키지용 기판(100)을 구성하는 물질보다 자기정렬 구조체(420)를 구성하는 물질과 부착력이 더 클 수 있다.
패키지용 기판(100)상에서 자기정렬 구조체(420)에 의하여 한정되는 내측 영역은 원형, 사각형 또는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 제 1 유리물질을 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에 발광소자(200)가 실장된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시키는 동안, 유동성을 가지는 제 1 유리물질이 패키지용 기판(100) 상에서 소정의 영역의 외측으로 흘러가는 것을 방지하기 위하여, 상기 소정의 영역의 경계 상에 자기정렬 구조체(420)를 구성할 수 있다. 따라서, 형광체가 내부에 분산된 제 1 유리 구조체(510a)는, 도 3에 도시된 것처럼, 자기정렬 구조체(420)의 내측에 배치되며, 발광소자(200)를 외부로부터 보호하도록 발광소자(200)를 둘러싸면서 밀봉하여 형성된다. 계속하여, 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 제 2 유리물질을 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에 제 1 유리 구조체(510a)가 형성된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시키는 동안, 자기정렬 구조체(420)에 의하여, 유동성을 가지는 제 2 유리물질이 패키지용 기판(100) 상에서 자기정렬 구조체(420)의 외측으로 흘러가는 것을 방지할 수 있다. 이는, 자기정렬 구조체(420)가 유리 친화도가 높은 물질로 구성되기 때문에 가능하다.
한편, 제 1 유리 구조체(510a)의 융점은 제 2 유리 구조체(510b)의 융점보다 더 낮을 수 있다. 또는 제 1 유리 구조체(510a)의 유리전이온도는 제 2 유리 구조체(510b)의 유리전이온도보다 더 낮을 수 있다. 이는, 발광소자(200)를 직접 밀봉하는 제 1 유리 구조체(510a)를 형성하는 과정에서 고온에 의하여 발광소자(200)가 열화되는 것을 방지하기 위함이다. 한편, 제 1 유리 구조체(510a)를 구성하는 물질은 발광소자(200)의 칩을 구성하는 물질과 열팽창계수가 거의 비슷하거나 동일할 수 있다.
도 3에 도시된 발광소자 패키지(10c)에서는, 상술한 내용과 같이, 제 1 유리 구조체(510a)와 제 2 유리 구조체(510b)에 형광체가 각각 내부에 분산될 수 있다. 그러나, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 발광소자 패키지에서는, 제 1 유리 구조체(510a) 및 제 2 유리 구조체(510b) 중에서 어느 하나의 유리 구조체만 형광체가 내부에 분산되며 나머지 하나의 유리 구조체는 형광체가 내부에 분산되지 않을 수도 있다.
그 외의 다른 구성이나 효과 등에 대한 내용은 도 1을 참조하여 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10c)는, 패키지용 기판(100)에 형성된 자기정렬 구조체(420)에 의하여, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 간단하게 형성할 수 있으며, 수지류의 봉지재를 이용하지 않고, 높은 내열성과 내광성을 가지는 유리 구조체(500)로 발광소자(200)를 밀봉할 수 있는 추가적인 효과를 기대할 수 있다. 나아가, 제 1 유리 구조체(510a)와 제 2 유리 구조체(510b)를 구분함으로써, 유리 구조체를 형성하는 과정에서 수반되는 고온 공정에 의하여 발광소자(200)가 열화되는 문제점을 완화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10d)에서, 패키지용 기판(100)은, 상면에서 발광소자(200)의 둘레를 따라 형성된 그루브(groove, 170)를 포함한다. 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는, 발광소자(200)와 이격하여 발광소자(200)를 둘러싸도록 형성되며, 패키지용 기판(100)과 접촉하는 바닥면으로부터 돌출되어 그루브(170)에 삽입된 돌출부재(505)를 포함할 수 있다. 돌출부재(505)와 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는 동일한 물질로 구성되어 일체(一體)를 형성할 수 있으나, 서로 상이한 물질로 구성될 수도 있다.
형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)와 패키지용 기판(100) 사이의 공간은 공기 또는 내열수지(610)로 충전(充塡)되어 발광소자(200)로부터 방출되는 광의 굴절률을 매칭(matching)시킬 수 있다.
굴절률을 매칭시키는 공간이 공기로 충전되는 경우에는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 외부에서 제작한 후에, 이를 패키지용 기판(100)과 결합하는 방식으로 발광소자 패키지(10d)를 구현할 수 있다. 이 경우, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)의 바닥면에 형성된 돌출부재(505)는 패키지용 기판(100)에 형성된 그루브(170) 내에 끼워지는 방식으로 결합될 수 있다.
굴절률을 매칭시키는 공간이 내열수지로 충전되는 경우에는, 형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 유리를 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에, 내열수지로 구성된 부분이 형성된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시키는 동안, 패키지용 기판(100) 상에 형성된 그루브(170)에 의하여, 유동성을 가지는 유리물질이 패키지용 기판(100) 상에서 소정의 영역의 외측으로 흘러가는 것을 방지할 수 있다.
그 외의 다른 구성이나 효과 등에 대한 내용은 도 1을 참조하여 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10d)는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)와 패키지용 기판(100)이 결합이 그루브(170) 내에 돌출부재(505)가 삽입되는 구성을 이용하므로, 결합의 고정력과 접착력이 강화되며, 유리 구조체를 형성하는 과정에서 수반되는 고온 공정에 의하여 발광소자(200)가 열화되는 문제점을 완화시킬 수 있다는 추가적인 효과를 기대할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10e)에서, 패키지용 기판(100)은, 상면에서 발광소자(200)의 둘레를 따라 형성된 그루브(groove, 170)를 포함한다. 발광소자 패키지(10e)는 발광소자(200)를 외부로부터 밀봉하며, 패키지용 기판(100)과 접촉하는 바닥면에 그루브(170)에 삽입된 돌출부재(625)가 형성되고, 내열수지로 구성된, 발광소자(200)로부터 방출되는 광의 굴절률을 매칭(matching)시키는 굴절률 매칭부(620)를 더 구비할 수 있다. 도 4와 달리, 그루브(170)에 삽입되는 돌출부재(625)가 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)의 일부가 아니라, 굴절률 매칭부(620)의 일부를 구성하므로, 굴절률 매칭부(620)는 공기로 구성될 수 없으며, 저융점, 고내열 특성을 가지는 수지로 구성될 수 있다.
형광체가 내부에 분산된 필렛 형태의 유리를 소정의 온도(예를 들어, 유리전이점) 이상으로 승온하여 용융한 후에, 굴절률 매칭부(620)가 형성된 패키지용 기판(100) 상에 직접 디스펜싱(dispensing)하고 경화시킴으로써 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)를 구현할 수 있다.
그 외의 다른 구성이나 효과 등에 대한 내용은 도 1 및 도 4를 참조하여 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10e)는, 저융점, 고내열 특성을 가지는 수지로 구성되는 굴절률 매칭부(620)와 패키지용 기판(100)간의 결합이 그루브(170) 내에 돌출부재(625)가 삽입되는 구성을 이용하므로, 결합의 고정력과 접착력이 더욱 강화되며, 유리 구조체를 형성하는 과정에서 수반되는 고온 공정에 의하여 발광소자(200)가 열화되는 문제점을 완화시킬 수 있다는 추가적인 효과를 기대할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10f)는 패키지용 기판(100)의 상면에서 발광소자(200)의 둘레를 따라 형성된 인터포저(interposer, 700)를 더 구비한다. 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는 발광소자(200)와 이격하여 인터포저(700) 상에 배치될 수 있다. 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500), 패키지용 기판(100) 및 인터포저(700)에 의하여 한정되는 공간은 공기 또는 내열수지(630)로 충전(充塡)되어 발광소자(200)로부터 방출되는 광의 굴절률을 매칭(matching)시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(10f)에서 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체(500)는 다른 실시예들과 달리 볼록렌즈 형태가 아닌 플레이트 형태를 가질 수도 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에서는, 금속바디부(110)의 상면 상에 실장된 발광소자(200)가 금속바디부(110)의 하면까지 전기적으로 연결되도록, 금속바디부(110)의 상면으로부터 금속바디부(110)의 측면을 지나 금속바디부(110)의 하면까지 신장하는 전극층(130)을 포함하는 패키지용 기판(100)이 제공된다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 금속바디부를 포함하는, 다양한 형태의 패키지용 기판에 적용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 도시하는 도 7을 참조하면, 패키지용 기판(100)은 상면에서 하면까지 관통하는 비아홀(115)을 포함하는 금속바디부(110), 금속바디부(110) 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층(120), 및 절연층(120) 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층(130)을 구비한다. 이 경우 전극층(130)은 비아홀(115)을 충전하는 콘택(contact) 패턴을 포함하며, 나아가, 금속바디부(110)의 상면과 하면의 일부까지 연장될 수 있다. 절연층(120)은 비아홀(115)의 측면을 포함하여 금속바디부(110)의 노출면을 덮도록 형성되어, 금속바디부(110)와 전극층(130) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다.
금속바디부(110)를 관통하는 비아홀(115)을 이용하여 전극층(130)을 형성함으로써 금속바디부(110)의 측면까지 덮도록 전극층을 형성할 필요가 없다는 장점이 있다. 나아가, 금속바디부(110)를 관통하는 비아홀(115)을 이용하여 전극층(130)을 형성하기 때문에 웨이퍼 레벨(wafer level) 공정을 적용할 수 있다는 매우 유리한 효과를 기대할 수 있다.
발광소자(200)의 입출력 패드들(210)은 도전성 접착부재(300)가 개재되어 전극층(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 물론, 도전성 접착부재(300)가 개재되지 않고 입출력 패드들(210)과 전극층(130)은 공정본딩에 의하여 전기적으로 직접 연결될 수도 있다. 그 외의 다른 구성이나 효과 등에 대한 내용은 도 1을 참조하여 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략한다. 예시적으로, 도 7에 개시된 패키지용 기판(100)의 구성은 도 1에 도시된 발광소자 패키지에 적용되었으나, 도 2 내지 도 6에 도시된 발광소자 패키지에도 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 기판(20)의 일부분 상에 반사 시트(25)가 제공되고, 반사 시트(25) 상에 도광판(30)이 배치될 수 있다. 발광장치(10)는 기판(20)의 다른 부분 상에 적층될 수 있다. 예를 들어, 발광장치(10)는 도 1 내지 도 6의 발광장치 패키지들(10a 내지 10f) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 발광장치(10)는 인쇄회로기판(22)에 연결되어 기판(20) 상에 실장될 수도 있다.
예를 들어, 기판(20)은 소정 회로 배선이 형성된 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 이때 포함되는 인쇄회로기판은 발광장치(10) 하부에만 존재하는 것이 아니라 반사시트(25) 하부에까지 확장될 수도 있고, 반사시트(25) 하부에까지 확장되지는 않고 반사 시트(25) 측면까지만 존재할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 패키지용 기판
110:금속바디부
120:절연층
130:전극층
150:캐비티
170:그루브
200:발광소자
410:댐 구조체
420:자기정렬 구조체
500:형광체가 내부에 분산된 유리 구조체
110:금속바디부
120:절연층
130:전극층
150:캐비티
170:그루브
200:발광소자
410:댐 구조체
420:자기정렬 구조체
500:형광체가 내부에 분산된 유리 구조체
Claims (16)
- 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판;
상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;
를 구비하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는 회절 광학계(Diffractvie Optical System)를 포함하는, 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 형광체가 내부에 분산된 용융된 상태의 유리를 상기 패키지용 기판 상에 디스펜싱(dispensing)하고 경화함으로써 형성된 볼록렌즈를 포함하는, 발광소자 패키지. - 삭제
- 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판;
상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;
를 구비하고,
상기 패키지용 기판의 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 댐(dam) 구조체를 더 구비하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 댐 구조체의 내측에 배치되며, 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉하는, 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 패키지용 기판은, 상기 발광소자가 내측에 안착되는 캐비티를 포함하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 캐비티 상에 배치되며, 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉하는, 발광소자 패키지. - 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판;
상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;
를 구비하고,
상기 패키지용 기판의 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 자기정렬(self-align) 구조체를 더 구비하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는,
상기 자기정렬 구조체의 내측에 배치되며, 상기 발광소자를 외부로부터 밀봉하는, 제 1 유리 구조체; 및
상기 제 1 유리 구조체를 둘러싸고, 바닥면은 상기 자기정렬 구조체와 맞닿아 형성된, 제 2 유리 구조체;를 포함하는, 발광소자 패키지. - 제6항에 있어서,
제 1 유리 구조체의 융점은 제 2 유리 구조체의 융점보다 더 낮은, 발광소자 패키지. - 제6항에 있어서,
상기 제 2 유리 구조체를 구성하는 물질은, 용융상태에서, 상기 패키지용 기판을 구성하는 물질보다 상기 자기정렬 구조체를 구성하는 물질과 부착력이 더 큰, 발광소자 패키지. - 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판;
상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;
를 구비하고,
상기 패키지용 기판은, 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 그루브(groove)를 포함하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 발광소자와 이격하여 상기 발광소자를 둘러싸도록 형성되며, 상기 패키지용 기판과 접촉하는 바닥면으로부터 돌출되어 상기 그루브에 삽입된 돌출부재를 포함하는, 발광소자 패키지. - 제9항에 있어서,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체와 상기 패키지용 기판 사이의 공간은 공기 또는 내열수지로 충전(充塡)된, 발광소자 패키지. - 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판;
상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;
를 구비하고,
상기 패키지용 기판은, 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 그루브를 포함하고,
상기 발광소자를 외부로부터 밀봉하며, 상기 패키지용 기판과 접촉하는 바닥면에 상기 그루브에 삽입된 돌출부재가 형성되고, 내열수지로 구성된, 굴절률 매칭부를 더 구비하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 굴절률 매칭부 상에 배치된, 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 패키지용 기판의 상면에서 상기 발광소자의 둘레를 따라 형성된 인터포저(interposer)를 더 구비하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는, 상기 발광소자와 이격하여 상기 인터포저 상에 배치된, 발광소자 패키지. - 제12항에 있어서,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체와 상기 패키지용 기판 사이의 공간은 공기 또는 내열수지로 충전된, 발광소자 패키지. - 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 포함하는 패키지용 기판;
상기 패키지용 기판 상의 발광소자; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록 배치되는, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체;
를 구비하고,
상기 금속바디부는 상면에서 하면까지 관통하는 비아홀을 포함하고,
상기 전극층은 상기 비아홀을 충전하는 콘택패턴을 포함하고,
상기 발광소자는 상기 콘택패턴과 전기적으로 연결된, 발광소자 패키지. - 금속바디부, 상기 금속바디부 상의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된 절연층, 및 상기 절연층 상의 적어도 일부 상에 형성된 전극층을 구비하는 패키지용 기판을 형성하는 단계;
상기 패키지용 기판 상에 발광소자를 실장하는 단계; 및
상기 패키지용 기판 상에서 상기 발광소자를 덮도록, 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체를 배치하는 단계;
를 포함하고,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체는 회절 광학계(Diffractvie Optical System)를 포함하는, 발광소자 패키지의 제조방법. - 제15항에 있어서,
상기 형광체가 내부에 분산된 유리 구조체를 배치하는 단계는,
형광체가 내부에 분산된 유리를 필렛(fillet) 형태로 제공하는 단계;
상기 필렛 형태의 상기 형광체가 내부에 분산된 유리를 용융한 후에 상기 패키지용 기판 상에 디스펜싱(dispensing)하는 단계; 및
상기 패키지용 기판 상에서, 상기 형광체가 내부에 분산된 용융상태의 유리를 경화시키는 단계;
를 포함하는, 발광소자 패키지의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130022976A KR101452857B1 (ko) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | 발광소자 패키지 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130022976A KR101452857B1 (ko) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | 발광소자 패키지 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140108973A KR20140108973A (ko) | 2014-09-15 |
| KR101452857B1 true KR101452857B1 (ko) | 2014-10-22 |
Family
ID=51755802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130022976A KR101452857B1 (ko) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | 발광소자 패키지 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101452857B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11688656B2 (en) | 2020-04-13 | 2023-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Interposer and semiconductor package including the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017117504A1 (de) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Lichtemittierender Halbleiterchip und optoelektronisches Bauteil |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101026167B1 (ko) * | 2006-05-31 | 2011-04-05 | 가부시키가이샤후지쿠라 | 발광 소자 실장용 기판, 발광 소자 패키지 몸체, 표시 장치및 조명 장치 |
| KR20120007968A (ko) * | 2010-07-15 | 2012-01-25 | 어드밴스드 옵토일렉트로닉 테크놀로지 인코포레이티드 | 엘이디 패키지구조 및 그 패키지방법 |
-
2013
- 2013-03-04 KR KR1020130022976A patent/KR101452857B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101026167B1 (ko) * | 2006-05-31 | 2011-04-05 | 가부시키가이샤후지쿠라 | 발광 소자 실장용 기판, 발광 소자 패키지 몸체, 표시 장치및 조명 장치 |
| KR20120007968A (ko) * | 2010-07-15 | 2012-01-25 | 어드밴스드 옵토일렉트로닉 테크놀로지 인코포레이티드 | 엘이디 패키지구조 및 그 패키지방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11688656B2 (en) | 2020-04-13 | 2023-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Interposer and semiconductor package including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140108973A (ko) | 2014-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1928030B1 (en) | Led lighting fixture | |
| TWI538255B (zh) | 功率式表面安裝之發光晶粒封裝 | |
| JP5027652B2 (ja) | 光学素子をその中に有する可撓性被膜を含む半導体発光デバイス及びその組立方法 | |
| US9646957B2 (en) | LED packaging structure having stacked arrangement of protection element and LED chip | |
| KR101825473B1 (ko) | 발광소자 패키지 및 그 제조방법 | |
| TWI415293B (zh) | 光電元件之製造方法及其封裝結構 | |
| JP4122784B2 (ja) | 発光装置 | |
| EP1900040B1 (en) | Light emitting diode and method of fabricating the same | |
| US9310062B2 (en) | Light-emitting device and method of manufacturing the same | |
| CN102160197B (zh) | 光电元件封装基座 | |
| US20050269591A1 (en) | Low thermal resistance light emitting diode | |
| US10411178B2 (en) | Light emitting device | |
| US8710513B2 (en) | Light-emitting device package and method of manufacturing the same | |
| WO2013168802A1 (ja) | Ｌｅｄモジュール | |
| JP2005117041A (ja) | 高出力発光ダイオードデバイス | |
| TW200933927A (en) | Light emitting diode package | |
| EP2876355B1 (en) | LED base module and LED lighting device | |
| US20120043886A1 (en) | Integrated Heat Conductive Light Emitting Diode (LED) White Light Source Module | |
| JP6029188B2 (ja) | Ｌｅｄパッケージ及びその製造方法 | |
| JP2009111180A (ja) | Ｌｅｄユニット | |
| TWI395346B (zh) | 發光元件的封裝結構 | |
| KR101452857B1 (ko) | 발광소자 패키지 및 그 제조방법 | |
| US8692274B2 (en) | Light emitting diode package structure | |
| US20130240925A1 (en) | Light emitting diode package and method of manufacturing the same | |
| CN112420903B (zh) | 一种发光器件的封装结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170907 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190909 Year of fee payment: 6 |