KR101778138B1 - 반도체 발광소자용 기판 - Google Patents
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Abstract
본 개시는, 반도체 발광소자용 기판에 있어서, 복수의 도전층; 복수의 도전층 사이에 위치하는 절연층; 그리고, 절연층과 나란하게 위치하는 하나 이상의 절단층;으로서 절연층과 절단층 사이에 도전층이 위치하는 하나 이상의 절단층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자용 기판에 관한 것으로, 특히 절단이 용이한 반도체 발광소자용 기판에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art). 또한 본 명세서에서 상측/하측, 위/아래 등과 같은 방향 표시는 도면을 기준으로 한다.
기판은, 예를 들어 반도체 발광소자 칩을 이용하여 조명 장치를 구성할 때, 반도체 발광소자 칩을 지지하며, 반도체 발광소자 칩과 인쇄회로기판(PCB) 사이를 전기적으로 연결하는 매개체 역할을 한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자 칩은 성장기판(10; 예: 사파이어 기판), 성장기판(10) 위에, 버퍼층(11), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(12; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(13; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(14; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 전도막(15)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(21)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(12) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(20: 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 도 1과 같은 형태의 반도체 발광소자를 특히 레터럴 칩(Lateral Chip)이라고 한다. 여기서, 기판(10) 측이 외부(예; 인쇄회로기판, 서브마운트 등)와 전기적으로 연결될 때 장착면으로 기능한다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호를 변경하였다.
반도체 발광소자 칩은 성장기판(10), 성장기판(10) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(12), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(13), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(14)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 성장기판(10) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(22, 23, 24)이 형성되어 있다. 제1 전극막(22)은 Ag 반사막, 제2 전극막(23)은 Ni 확산 방지막, 제3 전극막(24)은 Au 본딩층일 수 있다. 식각되어 노출된 제1 반도체층(12) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(20)이 형성되어 있다. 여기서, 전극막(22, 23, 24) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면으로 기능한다. 도 2와 같은 형태의 반도체 발광소자를 특히 플립 칩(Flip Chip)이라고 한다. 도 2에 도시된 플립 칩의 경우 제1 반도체층(12) 위에 형성된 전극(20)이 제2 반도체층 위에 형성된 전극막(22, 23, 24)보다 낮은 높이에 있지만, 동일한 높이에 형성될 수 있도록 할 수도 있다. 여기서 높이의 기준은 성장기판(10)으로부터의 높이일 수 있다. 반도체 발광소자 칩의 종류에는 도 1 및 도 2에 도시하지는 않았지만, 수직 칩도 있다.
도 3 내지 도 5는 한국 공개특허공보 제2012-0140454호에 제시된 종래기술에 따른 반도체 발광소자용 기판의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 제조공정이 단순하여 대량생산 측면에서 바람직한 반도체 발광소자용 기판의 일 예를 나타낸다. 기판(30)은, 도 3에 나타낸 것과 같이 금속으로 이루어질 수 있는 도전성 판재(31)와 절연성 판재(32)를 면 방향에서 교대로 적층한 상태에서, 도 4에 나타낸 것과 같이 이들을 접합하여 적층체(33)를 형성한 다음, 적층체(33)를 적절한 폭만큼 도전성 판재(31)의 면과 직교하는 방향 즉 상하로 절단하여, 도 5에 나타낸 것과 같이 띠 모양의 도전층(34)과 절연층(35)이 교대로 배치된 구조로 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7은 한국 공개특허공보 제2012-0140454호에 제시된 종래기술에 따른 반도체 발광소자용 기판을 사용한 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5에 기재된 반도체 발광소자용 기판(30) 위에 도 6에 나타낸 것과 같이 반도체 발광소자 칩(40)을 적당한 배열규칙에 따라 장착하고, 와이어(37) 등을 이용하여 반도체 발광소자 칩(40)과 기판(30)의 도전층(34)을 전기적으로 연결시킨 다음, 도 7에 나타낸 것과 같이 반도체 발광소자 칩(40)을 덮도록 봉지부(50)를 형성하고, 이어서 개별 또는 복수의 반도체 발광소자 칩을 포함하는 형태로 절단하여 반도체 발광소자를 제조할 수 있다. 도 6에 도시된 반도체 발광소자 칩(40)은 수직 칩이지만, 래터럴 칩 또는 플립 칩을 사용할 수도 있다.
도 8은 종래의 반도체 발광소자용 기판의 문제점을 설명하는 도면이다.
설명의 편의를 위해 평면도로 도시하였으며, 봉지재(50)를 생략하였다.
종래의 반도체 발광소자용 기판(30) 위에 반도체 발광소자 칩(40)을 배열한 후 절단을 통해 반도체 발광소자를 얻기 위해서는 절단선(60)에 따라 4 번의 절단 과정이 필요하다. 일반적으로 도전층(34)은 금속으로 되어 있으며, 금속을 절단하기 위해 쏘잉(Sawing) 방법을 사용한다. 그러나 쏘잉 과정을 여러 번 사용함에 따라 이미 제작이 완료된 반도체 발광소자의 특성에 영향을 주는 충격이 발생하는 문제가 있으며, 쏘잉에 따른 제조시간 및 비용이 증가하는 문제가 있었다.
본 개시는 쏘잉 방법을 최소한 사용하여 반도체 발광소자용 기판으로부터 반도체 발광소자를 얻을 수 있는 절단이 용이한 반도체 발광소자용 기판을 제공하고자 한다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자용 기판에 있어서, 복수의 도전층; 복수의 도전층 사이에 위치하는 절연층; 그리고, 절연층과 나란하게 위치하는 하나 이상의 절단층;으로서 절연층과 절단층 사이에 도전층이 위치하는 하나 이상의 절단층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 나타내는 도면,
도 3 내지 도 5는 한국 특허공개번호 제2012-0140454호에 나타난 종래기술에 따른 금속 기판의 또 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 6 및 도 7은 한국 특허공개번호 제2012-0140454호에 나타난 종래기술에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 종래의 반도체 발광소자용 기판의 문제점을 설명하는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 또 다른 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 나타내는 도면,
도 3 내지 도 5는 한국 특허공개번호 제2012-0140454호에 나타난 종래기술에 따른 금속 기판의 또 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 6 및 도 7은 한국 특허공개번호 제2012-0140454호에 나타난 종래기술에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 종래의 반도체 발광소자용 기판의 문제점을 설명하는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 또 다른 일 예를 보여주는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 일 예를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자용 기판(100)은 절연층(110), 절연층(110)과 나란하게 위치하는 절단층(130) 및 절연층(110)과 절단층(130) 사이에 위치하는 도전층(120)을 포함한다. 절연층(110)은 절연성 물질로서 접착성이 있는 것으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 프리프레그(prepreg), 실리콘 수지, 에폭시, 세라믹 접착제 등으로 형성될 수 있다. 또한 절연층(110)의 폭(111)은 50um 이상이다. 다만 도전층(120) 사이에 위치하여 도전층(120) 사이의 충분한 절연을 위해 폭(111)은 150um 이상이 바람직하다. 다만 절연층(110) 위에 실장되는 반도체 발광소자 칩의 크기를 고려하여 폭(111)은 300um 이하가 바람직하다. 절단층(130)은 절연층(110)과 구별되며, 도전층(120) 사이의 절연을 위한 기능이 필요없기 때문에 절단층(130)의 폭(131)은 절연층(111)의 폭보다 좁은 것이 바람직하다. 절단층(131)의 폭(131)을 좁게하여 절단층(131) 형성을 위한 재료도 절감할 수 있다. 절단층(130)은 절연층(110)과 동일한 재료로 형성될 수 있지만, 절연 기능이 없는 저렴한 일반 접착제로 형성되는 것이 비용 절감면에서 바람직하다. 도전층(120)은 도전성이 있는 재료로 형성된다. 바람직하게는 금속이 좋다. 예를 들어 Al, Mg, Zn, Ti, 등이 가능하지만, 그 중에서도 전기 전도성, 열 전도성, 반사율 등을 고려할 때 알루미늄(Al)이 바람직하다. 절연층(110)과 절단층(130)은 도 9와 같이 교대로 위치한다. 도 9(b)는 반도체 발광소자용 기판(100)에 반도체 발광소자 칩(140)이 실장되어 있는 것을 보여준다. 설명의 편의를 위해 봉지제는 생략하였다. 반도체 발광소자를 얻기 위해 점선으로 표시된 절단선(170, 171)에 따라 절단한다. 절단층(130)에 있는 절단선(170)을 따라 절단하는 경우 절단층(130)은 금속이 아니기 때문에 쏘잉이 아닌 브레이킹(Breaking) 방법을 사용하여 절단할 수 있다. 브레이킹(Breaking) 방법을 사용함으로써, 절단시간 및 비용이 단축되며, 또한 이미 만들어진 반도체 발광소자의 특성에 영향을 주는 충격 위험이 줄어든다. 반도체 발광소자용 기판(100)의 제조방법은 도 3 내지 도 5에 기재된 적층체(33)를 제조할 때 금속성 판재(31) 사이에 들어가는 절연성 판재(32)의 두께 및 재료를 본 개시에 따른 절연층(110)과 절단층(130)의 특성에 맞게 사용하여 제조할 수 있다.
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자용 기판(200)은 절연층(210)이 불투광층이며, 절단층(230)은 투광층이다. 도 10에 도시된 것처럼 반도체 발광소자용 기판(200) 아래에 광원(240)이 있는 경우, 빛이 절단층(230)만을 투과하기 때문에 절연층(210)과 절단층(230)의 구별이 용이하다. 절연층(210)과 절단층(230)의 폭이 마이크로미터(um) 단위이기 때문에 빛 투과성을 이용한 절연층(210)과 절단층(230)의 구별은 반도체 발광소자의 제조공정에서 유용하게 사용된다. 도 10에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자용 기판(200)은 도 9에 기재된 반도체 발광소자용 기판(100)과 실질적으로 동일하다.
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자용 기판(300)은 절단층(330) 사이에 복수의 절연층(310)이 위치한다. 반도체 발광소자는 1개의 반도체 발광소자 칩으로 구성될 수 있지만, 복수의 반도체 발광소자 칩으로 구성될 수도 있다. 예를 들어 6 개의 반도체 발광소자 칩(340)이 도 11(b)와 같은 구조로 배열될 필요가 있는 반도체 발광소자의 경우에는 절단층(330) 사이에 2 개의 절연층(310)이 위치할 수 있다. 필요에 따라 절단층(330)과 절연층(310)의 위치는 다양한 조합이 가능하다. 예를 들어 도 11(c)와 같이 절단층(330) 사이에 절연층(310)이 2개 위치하며, 이것이 반복되는 구조도 가능하고 도 11(d)와 같이 일부는 절단층(330) 사이에 절연층(310)이 1개 있고 일부는 절단층(330) 사이에 절연층(310)이 2개 있는 구조가 반복되는 구조도 가능하다. 도 11에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자용 기판(300)은 도 9에 기재된 반도체 발광소자용 기판(100)과 실질적으로 동일하다.
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자용 기판(400)은 절연층(410)과 도전층(420)의 폭 방향으로 형성된 홈(440)을 포함한다. 바람직하게는 절연층(410)과 도전층(420)을 수직으로 가로지르는 방향으로 홈(440)이 형성된다. 홈(440)은 도 3 내지 도 5에 의해 제조된 반도체 발광소자용 기판(30)에 금형을 이용한 펀칭 공정 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 도 12(b)와 같이 절단층(430)을 포함할 수 있으며, 홈(440)은 절연층(410), 도전층(420) 및 절단층(430)을 수직으로 가로지르며 형성된다. 도 12(c)는 반도체 발광소자용 기판(400)의 장점을 설명한다. 봉지제는 생략하였다. 반도체 발광소자용 기판(400) 위에 반도체 발광소자 칩(450)을 실장한 다음 각각의 반도체 발광소자를 얻기 위해서 점선으로 표시된 절단선(460, 461)을 따라 절단할 때 쏘잉이 필요없다. 즉 절단선(460)을 따라 절단하는 경우에는 절단층(430)을 이용하여 브레이킹 방법으로 할 수 있으며, 절단선(461)을 따라 절단하는 경우에는 이미 홈(440)이 형성되어 있기 때문에 홈(440)과 도전층(420)이 이어진 부분(441)만 절단하면 되기 때문에 브레이킹으로 가능하다. 홈(440) 사이의 간격(442)은 반도체 발광소자에 포함되는 반도체 발광소자 칩(450)의 개수와 배열 구조에 따라 결정될 수 있으나 적어도 반도체 발광소자 칩(450) 1개는 들어가기 위해 1mm 이상이 바람직하다. 도 12에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자용 기판(400)은 도 9에 기재된 반도체 발광소자용 기판(100)과 실질적으로 동일하다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자용 기판에 있어서, 복수의 도전층; 복수의 도전층 사이에 위치하는 절연층; 그리고, 절연층과 나란하게 위치하는 하나 이상의 절단층;으로서 절연층과 절단층 사이에 도전층이 위치하는 하나 이상의 절단층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(2) 절단층과 절연층이 번갈아 가며 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(3) 절단층 사이에 복수의 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(4) 절연층 및 도전층은 불투광성이고, 절단층은 투광성인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(5) 절단층의 폭은 절연층의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(6) 절단층의 폭은 100um 이하이고, 절연층의 폭은 50um 이상 300um 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(7) 도전층은 Al인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(8) 절단층, 절연층 및 도전층의 폭 방향으로 형성된 복수의 홈;으로서, 일정 간격으로 형성된 복수의 홈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(9) 복수의 홈 사이의 간격은 1mm 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
(10) 절단층은 투광성이며, 폭은 절연층의 폭보다 좁으며, 도전층은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 절연층은 불투광성이며, 절단층과 번갈아 가며 형성되며,복수의 홈은 절단층, 절연층 및 도전층을 수직 방향으로 가로지며 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
본 개시에 따른 반도체 발광소자용 기판에 따르면, 반도체 발광소자용 기판 위에 반도에 발광소자 칩을 배열한 후 제조되는 반도체 발광소자의 제조과정에서 쏘잉에 의해 반도체 발광소자용 기판을 절단할 필요가 없어, 제조 공정의 시간 및 비용이 단축되고, 이미 제조된 반도체 발광소자에 충격을 주는 위험이 줄어든다.
반도체 발광소자용 기판 : 30, 100, 200, 300, 400
반도체 발광소자 칩 : 40, 140, 340, 450
절연층 : 35, 110, 210, 310, 410
절단층 : 130, 230, 330, 430
도전층 : 34, 120, 220, 320, 420
반도체 발광소자 칩 : 40, 140, 340, 450
절연층 : 35, 110, 210, 310, 410
절단층 : 130, 230, 330, 430
도전층 : 34, 120, 220, 320, 420
Claims (10)
- 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하는 반도체 발광소자 칩이 실장되는 반도체 발광소자용 기판에 있어서,
복수의 도전층;
복수의 도전층 사이에 위치하는 절연층; 그리고,
절연층과 나란하게 위치하는 하나 이상의 절단층;으로서 절연층과 절단층 사이에 도전층이 위치하는 하나 이상의 절단층;을 포함하고,
절연층과 절단층은 서로 다른 물질로 이루어지고,
절연층은 적어도 하나 이상의 절단층 사이에 위치하며,
반도체 발광소자 칩은 반도체 발광소자용 기판 위에 형성된 하나 이상의 절단층 사이에 배치되고,
절연층 및 도전층은 불투광성이고, 절단층은 투광성인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판. - 청구항 1에 있어서,
절단층과 절연층이 번갈아 가며 형성되며,
절단층 사이에 복수의 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
절단층의 폭은 절연층의 폭보다 좁고, 절단층의 폭은 100um 이하이고, 절연층의 폭은 50um 이상 300um 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
절단층, 절연층 및 도전층의 폭 방향으로 형성된 복수의 홈;으로서, 일정 간격으로 형성된 복수의 홈;을 추가로 포함하고,
복수의 홈 사이의 간격은 1mm 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판. - 삭제
- 청구항 8에 있어서,
절단층은
투광성이며, 폭은 절연층의 폭보다 좁으며,
도전층은
알루미늄으로 이루어져 있으며,
절연층은
불투광성이며, 절단층과 번갈아 가며 형성되며,
복수의 홈은
절단층, 절연층 및 도전층을 수직 방향으로 가로지며 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 기판.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160016403A KR101778138B1 (ko) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | 반도체 발광소자용 기판 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160016403A KR101778138B1 (ko) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | 반도체 발광소자용 기판 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170095450A KR20170095450A (ko) | 2017-08-23 |
| KR101778138B1 true KR101778138B1 (ko) | 2017-09-14 |
Family
ID=59759317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160016403A KR101778138B1 (ko) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | 반도체 발광소자용 기판 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101778138B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102315915B1 (ko) * | 2019-12-19 | 2021-10-22 | 주식회사 에스엘바이오닉스 | 반도체 발광소자 및 이의 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012084786A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Showa Denko Kk | Ｌｅｄパッケージ |
-
2016
- 2016-02-12 KR KR1020160016403A patent/KR101778138B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012084786A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Showa Denko Kk | Ｌｅｄパッケージ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170095450A (ko) | 2017-08-23 |
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| GRNT | Written decision to grant |