KR101826767B1 - Light emitting diode package and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting device package and a manufacturing method thereof.
친환경, 낮은 소비전력, 뛰어난 색 재현성, 긴 수명 등의 장점을 지닌 발광 다이오드(light emitting diode, LED)는 기존의 광원을 대체할 차세대 광원으로 주목 받고 있다. LED는 기존의 필라멘트를 사용하는 백색 광원에 비해 높은 효율성과 신뢰성을 가진다. 따라서, 휴대전화 기판을 시작으로 LCD(liquid crystal display) TV의 백라이트 조명장치 및 자동차의 헤드라이트 등을 거쳐 일반조명 분야에 이르기까지 그 활용 범위가 확대되고 있다. 따라서, LED는 일반 조명의 출력과 동등한 성능을 내기 위해서 고출력화되고 있으며, 그에 따라 LED칩의 구동 전류는 빠르게 높아지고 있다. Light emitting diodes (LEDs), which have advantages such as environmental friendliness, low power consumption, excellent color reproducibility and long lifetime, are attracting attention as a next generation light source to replace existing light sources. LEDs have higher efficiency and reliability than white light sources using conventional filaments. Therefore, the application range of the cellular phone substrate to the general lighting field has been expanded through a backlight lighting device of a liquid crystal display (LCD) TV, a headlight of an automobile, and the like. Therefore, the LED has been made high output in order to achieve the performance equivalent to the output of general illumination, and accordingly, the driving current of the LED chip is rapidly increasing.
LED 소자는 출력 전압에 비례하여 LED 소자의 p-n 접합부에서 발생하는 열이 증가한다. 따라서, 고출력 LED 소자의 경우, 높은 출력 전압에 의하여 발생한 열에 의하여LED 소자의 온도가 상승하기 때문에, 광 방출 효율이 감소되는 문제가 발생한다. 또한, 발생된 열이 장기간 지속될 경우, LED 소자의 색 재현성이나 수명을 감소시키는 요인이 되어 LED 소자의 신뢰성이 저하되게 된다. 따라서 고출력 LED 소자를 개발하기 위해서는 소자에서 발생한 열을 외부로 원활하게 방출할 수 있는 방열 방안에 대한 연구 개발이 필수적으로 요구된다. The LED device increases the heat generated at the p-n junction of the LED device in proportion to the output voltage. Therefore, in the case of the high-output LED device, the temperature of the LED device increases due to the heat generated by the high output voltage, so that the light emission efficiency is reduced. In addition, when the generated heat is maintained for a long period of time, the color reproducibility and lifetime of the LED element are reduced and the reliability of the LED element is lowered. Therefore, in order to develop a high-output LED device, it is essential to research and develop a heat dissipation method capable of smoothly emitting heat generated from the device to the outside.
이와 관련하여, 한국등록특허 제10-0854328호 (발명의 명칭: 발광 소자 패키지 및 그 제조방법)는 기판에 발광 소자가 장착될 장착부에 관통홀을 형성하고 기판의 양측면에 관통홀에 의하여 서로 연결되는 전극을 형성한 후, 전극을 분리시킴으로써, 발광 소자의 신뢰성을 향상시키는 소자를 제조할 수 있는 기술을 개시하고 있다. In this regard, Korean Patent No. 10-0854328 (entitled " light emitting device package and method of manufacturing the same ") discloses a light emitting device package having a through hole formed in a mounting portion on which a light emitting device is to be mounted on a substrate, Discloses a technique capable of manufacturing a device that improves the reliability of a light emitting device by separating an electrode after the electrode is formed.
그러나, 종래의 기술은 복수의 LED 칩이 패키지에 실장될 경우, 많은 양의 열이 발생하는데, 기판의 양측면에 관통홀에 의하여 서로 연결되는 전극으로 인해, 발생된 열이 패키지 내에 지속되는바, LED 소자에 손상이 발생되었다. However, when a plurality of LED chips are mounted on a package, a large amount of heat is generated in the conventional technology, because the generated heat is kept in the package due to the electrodes connected to each other by the through holes on both sides of the substrate, Damage to the LED element has occurred.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 패키지 하면에 형성된 열방출홈 및 열방출 금속에 의해, 방열 특성이 향상된 발광 소자 패지지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting device package having improved heat dissipation characteristics by heat dissipation grooves and heat dissipating metal formed on the bottom surface of a package and a method of manufacturing the same.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 상면에 발광소자가 장착되는 장착홈이 형성된 본체; 본체의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격되어 형성된 복수의 열방출홈; 열방출홈에 형성된 제 1열방출용 부재; 및 본체의 상면 및 장착홈 상에 형성된 배선을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting device package comprising: a main body having a mounting groove on a top surface thereof for mounting a light emitting device; A plurality of heat releasing grooves formed on the lower surface of the main body so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance; A first heat releasing member formed in the heat releasing groove; And wiring formed on the upper surface of the main body and the mounting groove.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 기판의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈 및 기판의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격된 복수의 열방출홈을 형성하는 단계; 복수의 열방출홈을 덮도록 기판의 하면 상에 제 1 열방출용 부재를 형성하는 단계; 및 기판의 상면 및 장착홈 상에 배선을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light emitting device package, including: forming a mounting groove on a top surface of a substrate and a plurality of heat emitting grooves spaced apart from each other by a predetermined distance; Forming a first heat releasing member on a lower surface of the substrate so as to cover the plurality of heat releasing grooves; And forming a wiring on the upper surface and the mounting groove of the substrate.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 기판의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈 및 장착홈의 일측에 기판의 상면 및 하면을 관통하는 열방출홀을 형성하는 단계; 기판의 상면 및 장착홈 상에 배선을 형성하는 단계; 및 열방출홀의 내면에 소정의 두께를 갖도록 제 2 열방출용 부재를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light emitting device package, the method comprising: forming a heat dissipation hole passing through upper and lower surfaces of a substrate on a mounting groove and a mounting groove, Forming wiring on the upper surface of the substrate and on the mounting groove; And forming a second heat-dissipating member so as to have a predetermined thickness on the inner surface of the heat-dissipating hole.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 방열 특성이 향상된 발광 소자 패키징 방법을 제공할 수 있다. According to any of the above-described means for solving the problems of the present invention, it is possible to provide a light emitting device packaging method with improved heat dissipation characteristics.
또한, 발광 소자 패키징 과정에서 신뢰성 있는 막을 형성함으로써, 발광 소자 패키징의 설계 및 자동 양산화를 더욱 용이하게 할 수 있다Further, by forming a reliable film in the process of packaging a light emitting element, it is possible to further facilitate the design and automatic mass production of the light emitting element packaging
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지의 A 및 B부분을 확대하여 나타낸 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 발광 소자 패키지의 C부분을 확대하여 나타낸 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 상면에 장착홈 및 기판의 하면에 열방출홈의 형성 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 장착홈 및 열방출홈이 형성된 이후, 절연막이 형성되는 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열방출 금속을 형성하는 과정 및 배선을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판의 상면에 장착홈 및 기판의 하면에 열방출홈 및 열방출홀의 형성 과정을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장착홈, 열방출홈 및 열방출홀이 형성된 이후, 절연막이 형성되는 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열방출 금속을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged partial enlarged view of portions A and B of the light emitting device package of FIG.
3 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
4 is an enlarged partial enlarged view of part C of the light emitting device package of Fig.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a process of forming a heat dissipation groove on a mounting groove and a bottom surface of a substrate on a top surface of a substrate according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an embodiment in which an insulating film is formed after a mounting groove and a heat releasing groove according to an embodiment of the present invention are formed.
8 is a view illustrating a process of forming a heat-radiating metal and a process of forming wiring according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
10 is a view illustrating a process of forming a heat dissipation groove and a heat dissipation hole in a mounting groove and a bottom surface of a substrate on a top surface of a substrate according to another embodiment of the present invention.
11 is a view showing an embodiment in which an insulating film is formed after a mounting groove, a heat releasing groove and a heat releasing hole according to another embodiment of the present invention are formed.
12 is a view illustrating a process of forming wiring according to another embodiment of the present invention.
13 is a view illustrating a process of forming a heat-emitting metal according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a light emitting device package according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이고, 도 2는 도 1의 발광 소자 패키지의 A 및 B부분을 확대하여 나타낸 부분 확대도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이고, 도 4는 도 3의 발광 소자 패키지의 C부분을 확대하여 나타낸 부분 확대도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a portion A and B of the light emitting device package of FIG. Sectional view of the light emitting device package according to the first embodiment of the present invention.
도 1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 상면에 발광소자(201)가 장착될 장착홈이 형성된 본체(100), 본체(100)의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격되어 형성된 복수의 열방출홈(210), 열방출홈(210)에 형성된 제 1 열방출용 부재(300) 및 본체(100)의 상면 및 장착홈(200) 상에 형성된 배선(400)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a light emitting device package according to an embodiment of the present invention includes a
여기서 본체(100)는 일반적으로 반도체 소자용으로 사용되는 기판으로서, 실리콘(Si)을 포함한다. 일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 실리콘 웨이퍼를 본체(100)로 사용할 수 있다. 이로 인해, 세라믹 기판에 비하여 열 전달 특성을 향상시키고, 반도체 공정을 이용하여 후술할 장착홈(200)뿐만 아니라 열방출홈(210) 및 열방출홀(220) 등을 용이하게 형성할 수 있어, 전체적으로 공정 단가를 낮출 수 있다.Here, the
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 발광 소자 패키지는 본체(100)의 상면 및 하면을 관통하도록 형성되되, 장착홈(200)의 일측에 배치되는 열방출홀(220)을 더 포함할 수 있다. 이때, 열방출홀(220)에 형성된 제 2 열방출용 부재(310)을 포함하고, 제 2 열방출용 부재(310)는 배선(400)과 전기적으로 연결될 수 있다.3 and 4, the light emitting device package of the present invention further includes a
이러한 제 1 열방출용 부재(300) 및 제2 열방출용 부재(310)는 열전도도가 높은 금속으로 형성될 수 있으며, 바람직하게, 제 1 열방출용 부재(300) 및 제 2 열방출용 부재(310)는 구리(Cu)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first heat-dissipating
도 2를 참조하면, 열방출홈(210)은 본체(100)의 하면에서 상면을 향할수록 더 좁게 형성되되, 본체(100)의 높이의 절반 높이 이하로 형성될 수 있다. 일 예로, 열방출홈(210)은 원뿔 및 각뿔 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이로 인해, 발생한 열이 본체(100)의 하면에 형성된 열방출홈(210)을 통하여 외부로 효율적으로 방출될 수 있다. 이때, 본체(100)의 하면 상에 제 1 열방출용 부재(300)가 형성되되, 제 1 열방출용 부재(300)는 열방출홈(210)을 덮는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 열전도도가 높은 제 1 열방출용 부재(300)를 통하여 열방출홈(210)의 열방출 특성이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 2, the heat-releasing
도 4를 참조하면, 열방출홀(220)은 본체(100)의 상면에 형성된 개구홀 보다 하면에 형성된 개구홀이 더 크게 형성될 수 있다. 일 예로, 열방출홀(220)은 원뿔 및 각뿔의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이로 인해, 본체(100)의 상면에서 하면을 향할수록 열방출홀(220)의 내면의 표면적이 넓어지는 바, 통풍이 가능하여 열방출 효과가 향상될 수 있다. 이때, 본체(100)의 하면 상에 제 2 열방출용 부재(310)가 형성되되, 제 2 열방출용 부재(310)는 열방출홀(220)의 내면으로부터 소정의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 열전도도가 높은 제 2 열방출용 부재(310)를 통하여 열방출홀(220)의 열방출 효율이 증가될 수 있다.Referring to FIG. 4, the heat-releasing
일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 본체(100)의 높이가 500um 일 경우, 본체(100)의 상면에서부터 장착홈(200)의 바닥면까지의 높이는 200um이고, 본체(100)의 하면에서부터 열방출홈(210)의 바닥면까지의 높이는 150um가 바람직할 수 있다. 이때, 제 1 열방출용 부재(300)는 열방출홈(210)이 채워지도록 완전히 덮고, 본체(100)의 하면을 덮은 보호막의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 열방출용 부재(300)의 두께는 본체(100)의 하면에서부터30um로 형성되고, 열방출홈(210)의 바닥면에서부터는 180um의 두께로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.For example, when the height of the
도 2 및 도 4를 참조하면, 장착홈(200), 복수의 열방출홈(210) 및 열방출홀(220)이 형성된 본체(100)의 상면 및 하면 상에 절연막(20a, 20b)이 형성될 수 있다. 이때, 절연막(20a, 20b)은 실리콘 산화막(SiO2)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.2 and 4, insulating
배선(400)은 발광 소자(201)와 전기적 연결을 위하여 형성되며, 포토리소그래피 공정을 통하여 패터닝될 수 있다. 또한, 배선(400)은 양극(+) 및 음극(-)을 갖는 패드(PAD)와 연결될 수 있다. 또한, 배선(400)은 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 금(Au) 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
일 예로, 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 하면에 열방출홈(210)만 형성될 경우, 패드(PAD)는 본체(100)의 상면에 형성될 수 있다. 다른 예로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 하면에 열방출홈(210) 뿐만 아니라, 열방출홀(220)이 형성될 경우, 패드(PAD)는 본체(100)의 하면에 형성되어, 제 2 열방출용 부재(310)와 전기적으로 연결될 수 있다.1 and 2, the pad PAD may be formed on the upper surface of the
도 2 를 참조하면, 본 발명의 발광 소자 패키지는 장착홈(200)의 경사면에 형성되는 반사막(500)을 더 포함할 수 있다. 이때, 반사막(500)은 알루미늄(Al), 은 (Ag)과 같은 반사율이 높은 은 합금(Ag Alloy) 등의 금속 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사막(500)은 포토리소그래피, 이온빔리소그래피, 및 리프트 오프(lift off) 중 어느 하나의 공정 방법에 의하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the light emitting device package of the present invention may further include a
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 기판의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈 및 기판의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격된 복수의 열방출홈을 형성하는 단계(S110), 복수의 열방출홈을 덮도록 기판의 하면 상에 제 1 열방출용 부재를 형성하는 단계(S120) 및 기판의 상면 및 장착홈 상에 배선을 형성하는 단계(S130)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a method of manufacturing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention includes forming a plurality of heat dissipating grooves on a bottom surface of a substrate and a mounting groove on which a light emitting device is mounted, A step S120 of forming a first heat releasing member on the lower surface of the substrate so as to cover the plurality of heat releasing grooves, and a step S130 of forming a wiring on the upper surface of the substrate and the mounting groove .
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 상면에 장착홈 및 기판의 하면에 열방출홈의 형성 과정을 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 장착홈 및 열방출홈이 형성된 이후, 절연막이 형성되는 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열방출 금속을 형성하는 과정 및 배선을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating a process of forming a heat dissipation groove on a mounting groove and a bottom surface of a substrate on a top surface of a substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross- FIG. 8 is a view illustrating a process of forming a heat-radiating metal and a process of forming a wiring according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
일 예로, 도 6을 참조하면, 기판(100)의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈(200) 및 기판(100)의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격된 복수의 열방출홈(210)을 형성하는 단계(S110)는, 장착홈(200) 및 복수의 열방출홈(210)을 형성하기 위한 마스크층(10a, 10b)을 기판(100)의 상면 및 하면에 형성 단계 및 마스크층(10a, 10b)에 기초하여 기판(100)의 일면을 식각하는 단계를 포함한다.6, a mounting
이때, 마스크층(10a, 10b)은 나이트라이드(nitride) 막일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 나이트라이드는 실리콘 나이트라이드(SN), 보론 나이트라이드(BN), 또는 갈륨 나이트라이드(GaN) 등과 같은, 질소(N)와 질소보다 양성인 원소로 이루어진 화합물로서, 이온성 나이트라이드 화합물과 공유 결합성 나이트라이드 화합물 모두를 포함할 수 있다.At this time, the mask layers 10a and 10b may be nitride films, but the present invention is not limited thereto. Such a nitride is a compound made of nitrogen (N) and an element more positive than nitrogen, such as silicon nitride (SN), boron nitride (BN), gallium nitride (GaN) And all of the sultone nitride compounds.
구체적으로, S110단계에서, 나이트라이드 막(10a, 10b)을 기판(100)의 상면 및 하면에 형성할 수 있다. 이때, 나이트라이드 막(10a, 10b)의 형성 방법은 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD), 플라즈마 여기 CVD(plasma enhanced CVD; PECVD), 저압 CVD(low pressure CVD; LPCVD), 물리기상증착법(physical vapor deposition; PVD), 스퍼터링(sputtering), 또는 원자층 증착법(atomic layer deposition; ALD) 중 어느 하나의 증착 방법에 의하여 형성될 수 있다.Specifically, in step S110, the
이어서, 포토리소그래피(photolithography) 또는 이온빔리소그래피(e-beam lithography)를 이용하여 나이트라이드 막(10a, 10b)을 패터닝(patterning)할 수 있다. 즉, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 장착홈(200) 및 복수의 열방출홈(210)이 형성될 부분을 제외한 기판(100)의 상면 및 하면 표면을 나이트라이드 막(10a, 10b)으로 마스킹 할 수 있다. The
다음으로, 패터닝된 나이트라이드 막(10a, 10b)에 기초하여, 마스킹 되지 않은 기판(100)의 상면 및 하면을 식각함으로써 장착홈(200) 및 복수의 열방출홈(210)을 형성할 수 있다. 이때, 발광 소자의 장착 홈(200)이 형성될 기판(100) 상면의 일면을 식각하는 방법으로는, 습식 식각 공정(wet etching only, WEO), 건식 식각 공정(dry etching only, DEO) 또는 습식 식각 공정과 건식 식각을 병행하는 공정(combination of wet etching and dry etching, WEDE) 중 어느 하나가 수행될 수 있다. Next, on the basis of the patterned
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 이방성 식각을 통하여, 도 6의 (b)에 도시된 경사면을 포함하는 장착홈(200) 및 복수의 열방출홈(210)을 형성할 수 있다. 이때, 이방성 식각에 사용되는 식각 용액은 에틸렌다이아민피로카테콜(ethylendiaminepyrocatechol, EDP) 및 하이드라진(hydrazine) 등과 같은 유기 용액 또는 테트라메틸 암모늄 하이드록시드(tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH), 포타슘 하이드록시드(potassium hydroxide, KOH), 및 소디움 하이드록시드(sodium hydroxide, NaOH)와 같은 무기 용액이 사용될 수 있다. Particularly, the method of manufacturing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention includes forming the mounting
다시 말하면, 이방성 식각을 통하여, 실리콘 웨이퍼로 이루어진 기판(100)의 결정방향에 따라 식각함으로써, 장착홈(200) 및 복수의 열방출홈(210)이 기판(100)에 용이하게 형성될 수 있다. In other words, the mounting
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조 방법은 S110 단계 이후에 산화 공정을 통하여 절연막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 장착홈(200) 및 복수의 열방출홈(210)이 형성된 이후에 패터닝된 나이트라이드 막(10a, 10b)을 제거하고, 산화 공정을 통하여 기판(100)의 상면 및 하면 상에 절연막(20a, 20b)을 형성할 수 있다. 이때, 절연막(20a, 20b)은 실리콘 산화막(SiO2)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 7, a method of fabricating a light emitting device package according to an exemplary embodiment of the present invention may further include forming an insulating layer through an oxidation process after step S110. That is, after the mounting
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 열방출홈(210)을 덮도록 기판(100)의 하면 상에 제 1 열방출용 부재(300)를 형성하는 단계(S120)는, 장착홈(200)이 형성된 기판(100)의 상면에 제 1 멤브레인(30a)을 형성할 수 있다. 일례로, 제 1 멤브레인(30a)은 페릴린(parylene)일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. 제 1 멤브레인(30a)은 기상 증착(Vapor deposition), 드랍 캐스팅(drop casting), 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 바코팅(bar coating), 및 딥핑(dipping) 공정 중 어느 하나의 공정을 수행하여 페릴린(30a)을 기판(100)의 상면의 절연막(20a) 상부에 코팅함으로써 형성할 수 있다. Referring to FIG. 8, step S120 of forming the first heat-dissipating
이어서, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 페릴린(30a)을 형성한 이후에 DFR(Dry Film resist)을 이용하여 기판(100)의 하면의 열방출홈(210) 상에 베이스층(seed layer)을 패터닝하고, 패터닝된 베이스층 상에 제 1 열방출용 부재(300)를 증착할 수 있다. 다음으로, 제 1 열방출용 부재(300)를 증착한 이후에 기판(100)의 상면에 형성된 페릴린(30a)을 제거할 수 있다. 여기서, 베이스층은 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 베이스층은 화학기상증착법, 플라즈마 여기 CVD(plasma enhanced CVD; PECVD), 저압 CVD(low pressure CVD; LPCVD), 물리기상증착법(Physical vapor deposition; PVD), 스퍼터링(sputtering), 원자층 증착법(atomic layer deposition; ALD)등의 증착 방법, 전기 도금, 무전해 도금 중 어느 하나의 방법에 의하여 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 8 (a), after forming the
도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 상면 및 장착홈(200) 상에 배선을 형성하는 단계(S130)는, 기판(100)의 상면에 포토레지스트(미도시)를 도포하고, 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝 함으로써, 배선(400) 및 패드(미도시)가 형성되는 부분을 제외한 기판(100)의 상면을 마스킹 할 수 있다. 8 (b), a step of forming wiring on the upper surface of the
상술한 방법에 의하여 패터닝된 마스크 층에 기초하여 기판(100)의 상면에 드러나는 장착홈(200)과 장착홈(200)의 경사면에 배선(400) 및 패드를 형성할 수 있다. 이때, 배선(400) 및 패드는 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au) 및 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 물질로 형성될 수 있다. The
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 기판(100)의 상면 및 장착홈(200) 상에 배선을 형성하는 단계(S130) 이후에 전술한 기판(100)의 상면에 형성된 장착홈(200)의 경사면에 반사막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. A method of manufacturing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention includes forming a wiring on a top surface of a
이하에서는 상술한 바와 동일한 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, description of the same method as that described above will be omitted.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다. 9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 기판의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈 및 장착홈의 일측에 기판의 상면 및 하면을 관통하는 열방출홀을 형성하는 단계(S210), 기판의 상면 및 장착홈 상에 배선을 형성하는 단계(S220) 및 열방출홀의 내면에 소정의 두께를 갖도록 제 2 열방출용 부재를 형성하는 단계(S230)를 포함한다.Referring to FIG. 9, a method of manufacturing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention includes forming a heat dissipating hole through a top surface of a substrate and a bottom surface of a mounting groove on a top surface of the substrate, (S220) forming wiring on the upper surface and the mounting groove of the substrate (S220), and forming a second heat-dissipating member (S230) so as to have a predetermined thickness on the inner surface of the heat-dissipating hole.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판의 상면에 장착홈 및 기판의 하면에 열방출홈 및 열방출홀의 형성 과정을 보여주는 도면이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장착홈, 열방출홈 및 열방출홀이 형성된 이후, 절연막이 형성되는 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선을 형성하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열방출 금속을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. FIG. 10 is a view illustrating a process of forming a heat dissipating groove and a heat dissipating hole in a mounting groove and a bottom surface of a substrate on a top surface of a substrate according to another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a view showing a mounting groove, FIG. 12 is a view showing a process of forming a wiring according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a view showing a process of forming an insulating film according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view showing a process of forming a heat-emitting metal according to another embodiment. FIG.
다른 예로, 도 10을 참조하면, 기판(100)의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈(200) 및 장착홈(200)의 일측에 기판(100)의 상면 및 하면을 관통하는 열방출홀(220)을 형성하는 단계(S210)는, 장착홈(200) 및 열방출홀(220)을 형성하기 위한 마스크층(10a, 10b)을 기판(100)의 상면 및 하면에 형성 단계 및 마스크층(10a, 10b)에 기초하여 기판(100)의 일면을 식각하는 단계를 포함한다.10, a mounting
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 이방성 식각을 통하여, 도 10의 (b)에 도시된 경사면을 포함하는 장착홈(200) 및 열방출홀(220)을 형성할 수 있다. 즉, 이방성 식각을 통하여, 실리콘 웨이퍼로 이루어진 기판(100)의 결정방향에 따라 식각함으로써, 장착홈(200) 및 열방출홀(220)이 기판(100)에 용이하게 형성될 수 있다. Particularly, in the method of fabricating a light emitting device package according to an embodiment of the present invention, the mounting
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조 방법은 S210 단계 이후에 산화 공정을 통하여 절연막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 장착홈(200) 및 열방출홀(220)이 형성된 이후에 패터닝된 나이트라이드 막(10a, 10b)을 제거하고, 산화 공정을 통하여 기판(100)의 상면 및 하면 상에 절연막(20a, 20b)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 11, a method of fabricating a light emitting device package according to an embodiment of the present invention may further include forming an insulating layer through an oxidation process after step S210. That is, after the mounting
도 12를 참조하면, 기판의 상면 및 장착홈 상에 배선을 형성하는 단계(S220)는, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 상면의 장착홈(200) 및 열방출홀(220)의 상면 개구홀에 형성된 절연막(20a) 상에 자외선 차단막(40a)을 형성할 수 있다. 이때, 자외선 차단막(40a)은 다이싱 테이프(dicing tape)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 하면의 열방출홀(220)에 형성된 절연막(20b) 상에 페릴린(30b)을 형성할 수 있다. 다음으로, 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 자외선 차단막(40a)을 제거할 수 있다. 이어서, 기판(100)의 상면의 장착홈(200) 및 열방출홀(220) 상부에 배선(400)을 형성할 수 있다. 다음으로, 배선(400)을 형성한 이후에 기판(100)의 하면에 형성된 페릴린(30b)을 제거할 수 있다. 12, forming the wiring on the upper surface of the substrate and the mounting groove (S220) may be performed by mounting the mounting
도 13을 참조하면, 열방출홀(220)의 내면에 소정의 두께를 갖도록 제 2 열방출용 부재(310)를 형성하는 단계(S230)는, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 배선(400) 상면에 페릴린(30a)을 형성한 이후에 DFR을 이용하여 기판(100)의 하면의 열방출홀(220) 상에 제 2 열방출용 부재(310)를 증착할 수 있다. 이때, 제 2 열방출용 부재(310)는 배선(400)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 이후에 제 2 열방출용 부재(310)와 연결되는 패드를 기판(100)의 하부에 형성할 수 있으며, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 패드를 형성한 이후에 기판(100)의 상면에 형성된 페릴린(30a)을 제거 할 수 있다. 13, the step S230 of forming the second heat-dissipating
또한, 본 발명의 일 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은 열방출홀(220)의 내면에 소정의 두께를 갖도록 제 2 열방출용 부재(310)를 형성하는 단계(S230) 이후에 전술한 기판(100)의 상면에 형성된 장착홈(200)의 경사면에 반사막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the method of manufacturing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention, after the step S230 of forming the second
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
10a, 10b: 마스크 층, 나이트라이드 막 20a, 20b: 절연막
30a, 30b: 제 1 멤브레인, 페릴린 40a: 자외선 차단막
100: 기판 200: 장착홈
201: 발광소자 210: 열방출홈
220: 열방출홀 300: 제 1 열방출용 부재
310: 제 2 열방출용 부재 400: 배선
500: 반사막10a, 10b: mask layer,
30a, 30b: first membrane,
100: substrate 200: mounting groove
201: light emitting element 210: heat releasing groove
220: heat dissipation hole 300: first heat dissipation member
310: second heat releasing member 400: wiring
500:
Claims (15)
상면에 발광소자가 장착되는 장착홈이 형성된 본체;
상기 본체의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격되어 형성된 복수의 열방출홈;
상기 열방출홈에 형성된 제 1 열방출용 부재;
상기 본체의 상면 및 장착홈 상에 형성된 배선;
상기 본체의 상면 및 하면을 관통하도록 형성되되, 상기 장착홈의 외측에 배치되는 열방출홀; 및
상기 열방출홀에 형성된 제 2 열방출용 부재를 포함하되,
상기 제 2 열방출용 부재는 상기 배선과 전기적으로 연결되는 것이고,
상기 열방출홀은 상기 본체의 상면에 형성된 개구홀 보다 하면에 형성된 홀이 더 크게 형성되는 것인 발광 소자 패키지.In the light emitting device package,
A body having a mounting groove formed on an upper surface thereof to mount the light emitting device;
A plurality of heat dissipating grooves formed at a lower surface of the main body and spaced apart from each other by a predetermined distance;
A first heat releasing member formed in the heat releasing groove;
A wiring formed on the upper surface of the main body and the mounting groove;
A heat dissipating hole formed on an upper surface and a lower surface of the body, the heat dissipating hole being disposed outside the mounting recess; And
And a second heat releasing member formed on the heat releasing hole,
Wherein the second heat-dissipating member is electrically connected to the wiring,
Wherein the heat dissipation hole has a larger hole formed in a lower surface than an opening hole formed in an upper surface of the body.
상기 본체는 실리콘을 포함하는 것인 발광 소자 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the body comprises silicon.
상기 열방출홈은 상기 본체의 하면에서 상면을 향할수록 더 좁게 형성되되, 상기 본체의 높이의 절반 높이 이하로 형성되는 것인 발광 소자 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation groove is formed so as to be narrower toward the upper surface from the lower surface of the main body, and less than half the height of the main body.
상기 장착홈, 상기 복수의 열방출홈 및 상기 열방출홀이 형성된 본체의 상면 및 하면 상에 피복된 절연막을 더 포함하는 발광 소자 패키지.The method according to claim 1,
Further comprising an insulating film coated on the upper surface and the lower surface of the body in which the mounting groove, the plurality of heat releasing grooves, and the heat releasing holes are formed.
상기 배선은 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 금(Au) 중 어느 하나 이상으로 형성되고,
상기 제 1 및 제 2 열방출용 부재는 금속으로 형성되는 것인 발광 소자 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the wiring is formed of at least one of copper (Cu), nickel (Ni), and gold (Au)
Wherein the first and second heat dissipation members are formed of a metal.
상기 장착홈의 경사면에 형성되는 반사막을 더 포함하되,
상기 반사막은 은 합금(Ag Alloy)으로 형성되는 것인 발광 소자 패키지.The method according to claim 1,
And a reflection film formed on an inclined surface of the mounting groove,
Wherein the reflective film is formed of a silver alloy.
기판의 상면에 발광 소자가 장착될 장착홈, 상기 기판의 하면에 서로 소정의 거리만큼 이격된 복수의 열방출홈 및 상기 장착홈의 외측에 상기 기판의 상면 및 하면을 관통하는 열방출홀을 형성하는 단계;
상기 복수의 열방출홈을 덮도록 상기 기판의 하면 상에 제 1 열방출용 부재를 형성하는 단계;
상기 기판의 상면 및 상기 장착홈 상에 배선을 형성하는 단계; 및
상기 열방출홀의 내면에 소정의 두께를 갖도록 제 2 열방출용 부재를 형성하는 단계를 포함하되,
상기 제 2 열방출용 부재는 상기 배선과 전기적으로 연결되는 것이고,
상기 열방출홀은 상기 기판의 상면에 형성된 개구홀 보다 하면에 형성된 홀이 더 크게 형성되는 것인 발광 소자 패키지의 제조방법.A method of manufacturing a light emitting device package,
A plurality of heat dissipation grooves spaced apart from each other by a predetermined distance on the lower surface of the substrate, and a heat dissipation hole passing through the upper surface and the lower surface of the substrate, ;
Forming a first heat dissipation member on the lower surface of the substrate to cover the plurality of heat dissipation grooves;
Forming wiring on the upper surface of the substrate and on the mounting groove; And
And forming a second heat dissipation member on the inner surface of the heat dissipation hole so as to have a predetermined thickness,
Wherein the second heat-dissipating member is electrically connected to the wiring,
Wherein the heat dissipation hole has a larger hole formed in a lower surface than an opening hole formed in an upper surface of the substrate.
상기 열방출홈은 상기 기판의 하면에서 상면을 향할수록 더 좁게 형성되되, 상기 기판의 높이의 절반 높이 이하로 형성되는 것인 발광 소자 패키지의 제조방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the heat dissipation groove is formed to be narrower toward the upper surface from the lower surface of the substrate and less than half the height of the substrate.
상기 열방출홈 및 상기 열방출홀을 형성하는 단계 이후에
산화 공정을 통하여 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 소자 패키지의 제조방법.9. The method of claim 8,
After the step of forming the heat releasing groove and the heat releasing hole
And forming an insulating film through an oxidation process.
상기 제 2 열방출용 부재를 형성하는 단계 이후에
상기 기판 상면의 장착홈의 경사면에 반사막을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 소자 패키지의 제조방법.9. The method of claim 8,
After the step of forming the second heat-releasing member
And forming a reflective film on an inclined surface of the mounting groove on the upper surface of the substrate.
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| KR1020160111102A KR101826767B1 (en) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Light emitting diode package and method for manufacturing the same |
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|---|---|---|---|---|
| KR100593937B1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-06-30 | 삼성전기주식회사 | Led package using si substrate and fabricating method thereof |
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