KR101881446B1 - 발광 소자 패키지의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상면 상에 복수의 발광 소자들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계와, 상기 복수의 발광 소자들 중 일부 발광 소자들과 대응하는 본딩 패턴이 상면에 형성된 제1 패키지 기판을 준비하는 단계와, 상기 성장 기판의 상면과 상기 제1 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 일부 발광 소자들과 상기 본딩 패턴을 접합하는 단계와, 상기 성장 기판으로부터 상기 일부 발광 소자들을 분리하는 단계, 및 상기 본딩 패턴에 접합된 상기 일부 발광 소자들을 패키징하는 단계를 구비한다.
Description
본 발명의 기술적 사상은 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 공정이 용이하고 웨이퍼 레벨에서 칩 스케일 패키지(chip scale package) 제조가 가능한 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드 (light emitting diode: LED)는 화합물 반도체 (compound semiconductor)의 PN 접합을 통해 전기적인 신호를 빛으로 변화시키는 발광 소자이다. LED는 그 자체로는 외부의 물리적, 화학적 충격에 의해 손상될 수 있기 때문에, 패키지 형태로 구현되어 실내외 조명, 자동차 헤드라이트, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛 (back-light unit: BLU), 의료 기기 등 다양한 분야에 사용된다. 근래에는 고출력 및 고효율 특성 요구에 따라 발광 소자 패키지 제조 공정이 점차 복잡 및 난이해지고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 수율 향상 및 공정의 자동화가 가능한 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상면 상에 복수의 발광 소자들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계와, 상기 복수의 발광 소자들 중 일부 발광 소자들과 대응하는 본딩 패턴이 상면에 형성된 제1 패키지 기판을 준비하는 단계와, 상기 성장 기판의 상면과 상기 제1 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 일부 발광 소자들과 상기 본딩 패턴을 접합하는 단계와, 상기 성장 기판으로부터 상기 일부 발광 소자들을 분리하는 단계, 및 상기 본딩 패턴에 접합된 상기 일부 발광 소자들을 패키징하는 단계를 구비한다.
일부 실시예에서, 상기 일부 발광 소자들은, 적어도 하나의 발광 소자를 사이에 두고 상호 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 일부 발광 소자들은, 서로 이웃하는 적어도 둘 이상의 발광 소자를 포함하는 그룹들로 구분될 수 있고, 상기 그룹들은, 적어도 하나의 그룹을 사이에 두고 상호 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 본딩 패턴은, 제1 도전 영역과 제2 도전 영역을 포함할 수 있고, 상기 일부 발광 소자들과 상기 본딩 패턴을 접합하는 단계는, 상기 일부 발광 소자들이 각기 대응되는 상기 본딩 패턴의 제1 및 제2 도전 영역의 적어도 일부와 오버랩되도록 접합할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 일부 발광 소자들을 분리하는 단계는, 상기 일부 발광 소자들에 대해 선택적으로 레이저 리프트 오프(laser lift off)를 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 패키징하는 단계는, 상기 제1 패키지 기판 상에서 상기 일부 발광 소자들 각각을 감싸는 렌즈부를 형성하는 단계, 및 상기 렌즈부가 형성된 상기 일부 발광 소자들 별로 상기 제1 패키지 기판을 절단하는 단계를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 상면에 복수의 발광 소자 그룹들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계와, 상기 복수의 발광 소자 그룹들 중 서로 이웃하지 않는 제1 발광 소자 그룹들과 대응하는 제1 본딩 패턴이 상면에 형성된 제1 패키지 기판을 준비하는 단계와, 상기 성장 기판의 상면과 상기 제1 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 제1 발광 소자 그룹들과 상기 제1 본딩 패턴을 접합하는 단계와, 상기 성장 기판으로부터 상기 제1 발광 소자 그룹들을 분리하는 단계와, 상기 성장 기판에 잔류하는 상기 복수의 발광 소자 그룹들 중 서로 이웃하지 않는 제2 발광 소자 그룹들과 대응하는 제2 본딩 패턴이 상면에 형성된 제2 패키지 기판을 준비하는 단계와, 상기 성장 기판의 상면과 상기 제2 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 제2 발광 소자 그룹들과 상기 제2 본딩 패턴을 접합하는 단계, 및 상기 성장 기판으로부터 상기 제2 발광 소자 그룹들을 분리하는 단계를 구비한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 발광 소자 그룹들은, 각기 서로 인접한 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 발광 소자 그룹들은, 상기 성장 기판의 상면 상에서 매트릭스(matrix) 형상을 이루도록 배열될 수 있고, 상기 제1 및 제2 발광 소자 그룹들은, 행 방향 및 열 방향에서 적어도 하나의 발광 소자 그룹을 사이에 두고 상호 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 발광 소자 그룹들은, 상기 성장 기판의 상면 상에서 허니컴(honeycomb) 형상을 이루도록 배열될 수 있고, 상기 제1 및 제2 발광 소자 그룹들은, 열 방향 및 사선 방향에서 적어도 하나의 발광 소자 그룹을 사이에 두고 상호 이격될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 성장 기판 상의 발광 소자들 중 일부만을 패키지 기판에 실장하고 패키지 기판 상에서 렌즈 형성 등의 후속 공정을 수행하여 발광 소자 패키지를 제조한다.
이와 같이 웨이퍼 레벨의 패키지 기판에서 다수의 발광 소자들에 대해 일률적으로 상기 후속 공정을 수행함으로써, 칩 스케일의 발광 소자 패키지들을 효율적으로 제조할 수 있어 생산성이 향상되며, 공정 자동화가 가능할 수 있다.
또한, 패키지 기판에 실장되는 발광 소자들이 서로 이웃하지 않음에 따라 패키지 기판 상에서 발광 소자들의 상호 간격이 충분히 확보된 상태로 상기 후속 공정이 수행될 수 있어, 상기 후속 공정의 수행 및 제어가 용이해져 불량률이 저감될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들로서, 도 1a, 도 2a, 도 7a, 도 8a, 도 12, 및 도 14는 각각 일부 구성 요소들의 평면 형상을 예시한 평면도이고, 도 1b, 도 2b, 도 3 내지 도 6, 도 7b, 도 8b, 도 9 내지 도 11, 도 13, 및 도 15는 각각 일부 구성 요소들의 단면 형상을 예시한 측단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따라 발광 소자들이 대응하는 패키지 기판에 실장되는 순서로 성장 기판의 평면 형상을 예시한 평면도들이다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따라 발광 소자들이 대응하는 패키지 기판에 실장되는 순서로 성장 기판의 평면 형상을 예시한 평면도들이다.
도 1a 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들로서, 도 1a, 도 2a, 도 7a, 도 8a, 도 12, 및 도 14는 각각 일부 구성 요소들의 평면 형상을 예시한 평면도이고, 도 1b, 도 2b, 도 3 내지 도 6, 도 7b, 도 8b, 도 9 내지 도 11, 도 13, 및 도 15는 각각 일부 구성 요소들의 단면 형상을 예시한 측단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따라 발광 소자들이 대응하는 패키지 기판에 실장되는 순서로 성장 기판의 평면 형상을 예시한 평면도들이다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따라 발광 소자들이 대응하는 패키지 기판에 실장되는 순서로 성장 기판의 평면 형상을 예시한 평면도들이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1a 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 도면들로서, 도 1a, 도 2a, 도 7a, 도 8a, 도 12, 및 도 14는 각각 일부 구성 요소들의 평면 형상을 예시한 평면도이고, 도 1b, 도 2b, 도 3 내지 도 6, 도 7b, 도 8b, 도 9 내지 도 11, 도 13, 및 도 15는 각각 일부 구성 요소들의 단면 형상을 예시한 측단면도이다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 성장 기판(10)의 요부(要部) 구성을 도시한 평면도이다. 도 1b는 도 1a의 Ⅰ - Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1a 및 도 1b에서는 각각의 행 및 열에서 5개의 발광 소자들만이 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 상면에 복수의 발광 소자(110)들이 형성된 성장 기판(10)을 준비한다.
상기 복수의 발광 소자(110)들은, 상기 성장 기판(10)의 상면 상에서 매트릭스(matrix) 형상을 이루도록 행 방향(X 방향) 및 열 방향(Y 방향)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 발광 소자(110)들은, 제1 발광 소자(110_1)들을 기준으로 상기 행 방향(X 방향)에서 이웃하는 제2 발광 소자(110_2)들과, 상기 열 방향(Y 방향)에서 이웃하는 제3 발광 소자(110_3)들과, 사선 방향(D 방향)에서 이웃하는 제4 발광 소자(110_4)들 단위로 반복 배열되어 상기 매트릭스 형상을 이룰 수 있다. 후술되는 바와 같이 상기 제1 내지 제4 발광 소자(110_1 내지 110_4)들은 각각 제1 내지 제4 패키지 기판(20 내지 50, 도 2a 내지 도 15 참조)에 순차적으로 실장될 수 있다. 그러나, 실장 순서가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 내지 제4 발광 소자(110_1 내지 110_4)들은 다양한 순서로 각각 대응하는 상기 제1 내지 제4 패키지 기판(20 내지 50)에 실장될 수도 있다. 예컨대, 상기 제1 발광 소자(110_1)들, 상기 제3 발광 소자(110_3)들, 상기 제2 발광 소자(110_2)들, 및 상기 제4 발광 소자(110_4)들 순으로 대응하는 패키지 기판에 각각 실장될 수도 있다. 이하 참조되는 도면들에는 설명의 편의를 위해 대응하는 패키지 기판에 실장되는 발광 소자들을 음영 처리하였음을 알려둔다.
상기 복수의 발광 소자(110)들은 각기 상기 행 방향(X 방향)으로의 제1 폭(W11)과 상기 열 방향(Y 방향)으로의 제2 폭(W12)을 가질 수 있다. 상기 제1 폭(W11) 및 제2 폭(W12)은 요구되는 소자 특성 및 공정 조건 등에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 도 1에서는 상기 복수의 발광 소자(110)들이 각기 동일한 면적, 예컨데 상기 제1 폭(W11)과 제2 폭(W12)이 실질적으로 동일한 것으로 도시되고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 복수의 발광 소자(110)들은, 각기 상이한 면적을 가질 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 제1 폭(W11)과 제2 폭(W12)이 실질적으로 동일한 크기를 갖는 실시예를 들어 설명한다.
상기 복수의 발광 소자(110)들은 이웃하는 발광 소자와 상기 행 방향(X 방향)으로 제1 간격(S11) 및 상기 열 방향(Y 방향)으로 제2 간격(S12)을 두고 상호 이격되도록 배열될 수 있다. 상기 제1 간격(S11) 및 제2 간격(S12)은 상기 성장 기판(10)의 로스(loss)를 저감시키기 위하여 최소화된 크기를 갖도록 형성할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 제1 간격(S11) 및 제2 간격(S12) 또한 실질적으로 동일한 크기를 갖는 경우를 예로 들어 설명한다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 발광 소자(110)들은 상기 성장 기판(10) 상면에서 예컨대, 유기금속 기상증착법(metal organic chemical vapor deposition: MOCVD), 분자빔 성장법(molecular beam epitaxy: MBE) 또는 하이브리드 기상증착법(hybride vapor phase epitaxy: HVPE) 등의 공정을 통해 각 반도체 층들을 성장시킨 후 다이싱하여 개별 분리함으로써 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 성장 기판(10)은 발광 소자(110)를 구성하는 반도체층과 결정격자상수가 유사하여 성막특성이 우수한 절연성 기판일 수 있다. 예컨대, 상기 성장 기판(10)은 사파이어(Al2O3) 기판, 스피넬 (MgAl2O4) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 또는 갈륨 나이트라이드(GaN) 기판 등 일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 성장 기판(10)은 상면 전체 또는 상기 복수의 발광 소자(110)들 사이의 계면에 소정의 요철 구조(미도시)가 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 발광 소자(110)들은 발광 다이오드(light emitting diode: LED) 칩으로 이루어질 수 있다. 상기 LED 칩은 상기 LED 칩을 구성하는 화합물 반도체의 종류에 따라 청색, 녹색, 적색 등을 발광할 수 있다. 또는, 상기 LED 칩은 자외선을 발광할 수도 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 복수의 발광 소자(150)들은 UV 광 다이오드 칩, 레이저 다이오드 칩, 또는 유기 발광 다이오드 칩으로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상기 복수의 발광 소자(110)들은 상기 예시된 것들에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 광 소자로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 발광 소자(110)들은 플립 칩 구조, 수직 전극구조, 또는 수직수평 전극구조를 채용할 수 있다. 이하에서는, 도 1a 및 도 1b에 도시되지는 않았으나 상기 복수의 발광 소자(110)들이 플립 칩 구조를 갖되 상면에 전극들이 형성된 경우를 예로 들어 설명함을 알려둔다.
도 2a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제1 패키지 기판(20)의 요부 구성을 도시한 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 Ⅱ - Ⅱ' 선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 도 2a 및 도 2b에서는 각각의 행 및 열에서 3개의 본딩 패턴들이 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 대응되는 발광 소자들의 수에 따라 각각의 행 및 열에서 본딩 패턴들이 더 형성될 수도 있다.
도 1a 내지 도 2b를 참조하면, 상면에 제1 본딩 패턴(210)들이 형성된 제1 패키지 기판(20)을 준비한다.
상기 제1 본딩 패턴(210)들은 제1 도전 영역(210_1) 및 제2 도전 영역(210_2)을 포함할 수 있으며, 성장 기판(110) 상에 형성된 제1 발광 소자(110_1)들과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상세하게는, 상기 제1 본딩 패턴(210)들 각각의 제1 도전 영역(210_1) 및 제2 도전 영역(210_2)은, 후속 접합 공정(도 3 참조)에서 대응되는 상기 제1 발광 소자(110_1)들의 전극에 접합될 수 있도록 대응되는 상기 제1 발광 소자(110_1)들과 적어도 일부가 오버랩(overlap)되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 후속 접합 공정에서 상기 성장 기판(10) 상의 복수의 발광 소자(110)들 중 서로 이웃하지 않고, 행 방향(X 방향), 열 방향(Y 방향) 및 사선 방향(D 방향)에서 적어도 하나의 발광 소자를 사이에 두고 상호 이격되는 상기 제1 발광 소자(110_1)들만이 상기 제1 패키지 기판(20)에 실장될 수 있다.
상기 제1 도전 영역(210_1)은 상기 행 방향(X 방향)으로의 제3 폭(W21)과 상기 열 방향(Y 방향)으로의 제4 폭(W23)을 가질 수 있으며, 상기 제2 도전 영역(210_2)은 상기 행 방향(X 방향)으로의 제5폭(W22)과 상기 열 방향(Y 방향)으로의 제4 폭(W23)을 가질 수 있다. 상기 제3 폭(W21) 내지 제5 폭(W22)의 크기는 상기 제1 발광 소자(110_1)들이 대응하는 제1 도전 영역(210_1) 및 상기 제2 도전 영역(210_2)의 적어도 일부에 오버랩될 수 있도록 다양하게 설정될 수 있다.
상기 제3 폭(W21) 내지 제5 폭(W22)의 크기는, 상기 제1 발광 소자(110_1)들과 상기 행 방향(X 방향), 상기 열 방향(Y 방향), 및 상기 사선 방향(D 방향)에서 인접하는 발광 소자들에 오버랩되지 않도록 설정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제3 폭(W21) 내지 제5 폭(W22)의 크기는, 상기 제1 발광 소자(110_1)들과 상기 행 방향(X 방향), 상기 열 방향(Y 방향), 및 상기 사선 방향(D 방향)에서 인접하는 발광 소자들에 오버랩되도록 설정될 수도 있다. 다만, 이 경우에는 상기 제1 발광 소자(110_1)과 이웃하는 발광 소자들이 상기 제1 도전 영역(210_1) 및 제2 도전 영역(210_2)에 접합되지 않도록, 상기 제1 도전 영역(210_1) 및 제2 도전 영역(210_2) 상에 중간층(미도시)이 구비되거나, 상기 제1 도전 영역(210_1) 및 제2 도전 영역(210_2)이 수직 방향으로 단차를 갖도록 형성되어야 한다. 상기 중간층은 상기 대응하는 도전 영역과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 2a 및 도 2b에서는 상기 제3 폭(W21) 및 제5 폭(W22)이 서로 상이한 크기를 갖는 것으로 도시되고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 제1 도전 영역(210_1) 및 상기 제2 도전 영역(210_2)이 상기 열 방향(Y 방향)으로 동일한 크기의 제4 폭(W23)을 가지는 것으로 도시되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 본딩 패턴(210)들은 이웃하는 본딩 패턴과 상기 행 방향(X 방향)으로 제3 간격(S21) 및 상기 열 방향(Y 방향)으로 제4 간격(S22)을 두고 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 제3 간격(S21) 및 제4 간격(S22)의 크기 또한 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 제1 본딩 패턴(210)들은, 상기 제1 발광 소자(110_1)들의 전극 구조에 대응하여 상기 제1 도전 영역(210_1) 및/또는 상기 제2 도전 영역(210_2)이 수직 방향으로 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 또한 도 2b에서는 상기 제1 본딩 패턴(210)들이 단일층으로 구성되는 실시예만이 도시되고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 본딩 패턴(210)들의 상기 제1 도전 영역(210_1) 및/또는 상기 제2 도전 영역(210_2)은 각기 복수의 층으로 구성될 수도 있다.
상기 제1 패키지 기판(20)은, 하면에 형성된 제1 하부 전극(230_1) 및 제2 하부 전극(230_2)과, 상기 제1 패키지 기판(20)을 관통하는 관통 전극(220)들을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 하부 전극(230_1) 및 상기 제2 하부 전극(230_2)은 상기 관통 전극(220)들을 통해 각각 상기 제1 도전 영역(210_1) 및 상기 제2 도전 영역(210_2)에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 제1 하부 전극(230_1) 및 상기 제2 하부 전극(230_2)은 상기 제1 패키지 기판(20)을 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB, 미도시) 또는 외부 장치와 전기적으로 접속 시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 본딩 패턴(210)들은, 예컨대 화학 기상 증착(chemical vapor depositon: CVD), 또는 물리 기상 증착(physical vapor deposition: PVD) 공정 등을 이용하여 전기 전도성이 우수하며 접합이 가능한 금속 물질막(미도시)을 형성한 후 포토리소크래피 또는 리프트 오프 공정 등을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다. 또는, 상기 제1 본딩 패턴(210)들은 도금 공정을 통해 형성할 수도 있다. 상기 금속 물질막은, 예컨대 Au, Sn, Pb, Ag, In, Ge, Si 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 Au-Sn 합금, Ni-Sn 합금, Cu-Sn 합금 등의 저융점을 가지는 물질로 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 패키지 기판(20)은 절연성 기판일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 패키지 기판(20)은 실리콘 기판, 세라믹 기판, 알루미늄 나이트라이드(AlN) 기판, 사파이어(Al2O3) 기판, FR4 기판 등 일 수 있다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제1 발광 소자(110_1)들과 제1 패키지 기판(20)을 접합하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a 내지 도 3을 참조하면, 상기 성장 기판(10)의 상면과 상기 제1 패키지 기판(20)의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 복수의 발광 소자(110)들 중 상기 제1 발광 소자(110_1)들과 상기 제1 본딩 패턴(210)을 대향시킨다. 이후, 열을 가하여 상기 제1 발광 소자(110_1)들의 최상면에 형성된 전극들(미도시)을 각각 상기 제1 본딩 패턴(210)의 제1 도전 영역(210_1) 및 제2 도전 영역(210_2)에 접합시킨다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 성장 기판(10)에서 제1 발광 소자(110_1)들을 선택적으로 분리하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a 내지 도 4를 참조하면, 상기 성장 기판(10)의 하면 측에서 상기 복수의 발광 소자(110)들 중 상기 제1 발광 소자(110_1)들과 상기 성장 기판(10) 사이의 계면에 선택적으로 레이저를 조사하여, 상기 제1 발광 소자(110_1)들을 상기 성장 기판(10)으로부터 분리시킨다. 도 4에서 레이저 리프트 오프(laser lift off) 공정을 통해 상기 제1 발광 소자(110_1)들이 선택적으로 분리되는 실시예만을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일부 실시예에서는 화학적 리프트 오프 공정 등을 통해 제1 발광 소자(110_1)들을 선택적으로 분리할 수도 있다.
한편, 성장 기판(10)의 상면에 요철 구조가 형성되지 않은 경우 등과 같이 필요한 경우라면, 발광 소자 패키지의 광추출 효율을 향상시키기 위해 제1 발광 소자(110_1)의 하면에, 예컨대 포토리소그래피 공정 또는 식각 등을 통해 요철 구조를 형성할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제1 패키지 기판(20) 상에서 제1 발광 소자(110_1)들에 렌즈부(240)를 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a 내지 도 5를 참조하면, 상기 제1 패키지 기판(20) 상에서 상기 제1 발광 소자(110_1)들 각각을 감싸는 렌즈부(240)를 형성한다. 상기 렌즈부(240)는 상기 제1 본딩 패턴(210)을 모두 감싸도록 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 렌즈부(240)는 상기 제1 본딩 패턴(210)의 상기 제1 도전 영역(210_1) 및/또는 제2 도전 영역(210_2) 일부가 노출되도록 형성될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 상기 렌즈부(240) 내부는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱, 또는 유리로 채워질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 렌즈부(240) 내부에 굴절 부재(미도시)가 포함될 수도 있다. 상기 굴절 부재(미도시)는 상기 제1 발광 소자(110_1)들로부터 방출되는 빛을 굴절 또는 반사시킬 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 렌즈부(240)는 형광체(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 및 청색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제1 발광 소자(110_1)들을 개별적으로 분리하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 각기 렌즈부(240)에 의해 모듈화된 상기 제1 발광 소자(110_1)들 단위로 상기 제1 패키지 기판(20)을 절단함으로써, 발광 소자 패키지(P1)들을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 패키지 기판(20)을 절단하기 위해 다이아몬드 소잉(sawing) 또는 레이저 절단 공정 등이 이용될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 성장 기판(10)의 요부 구성을 도시한 평면도이며, 도 7b는 도 7a의 Ⅶ - Ⅶ' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 7a 및 도 7b는 도 1a 및 도 1b의 성장 기판(10)에서 제1 발광 소자(110_1)들이 분리된 이후의 상태를 도시한다. 도 7a 및 도 7b를 설명함에 있어서, 도 1a 및 도 1b에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 복수의 발광 소자들 중 상기 성장 기판(10)으로부터 분리된 제1 발광 소자들을 제외한 제2 내지 제4 발광 소자(110_2 내지 110_4)들이 잔류된 상기 성장 기판(10)을 다시 준비한다.
상기 제2 발광 소자(110_2)들은 상기 성장 기판(10)으로부터 분리된 상기 제1 발광 소자들과 동일한 행에 배열된 발광 소자들일 수 있다. 상기 제2 발광 소자(110_2)들은 열 방향(Y 방향)에서 상기 제4 발광 소자(110_4)들과 이웃할 수 있으며, 사선 방향(D 방향)에서 상기 제3 발광 소자(110_3)들과 이웃할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 상기 제2 내지 4 발광 소자(110_2)들 중 상기 제2 발광 소자(110_2)들이 제2 패키지 기판(30)에 먼저 실장(도 8a 내지 도 11 참조)될 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다. 다른 실시예들에서, 상기 제3 발광 소자(110_3)들 또는 상기 제4 발광 소자(110_4)들이 각기 대응하는 제3 패키지 기판(40) 또는 제4 패키지 기판(50)(도 12 내지 도 15 참조)에 우선적으로 실장될 수도 있다.
도 8a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제2 패키지 기판(30)의 요부 구성을 도시한 평면도이다. 도 8b는 도 8a의 Ⅷ - Ⅷ' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 8a 및 도 8b를 설명함에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 대응되는 참조 부호는 동일하거나 대응되는 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7a 내지 도 8b를 참조하면, 상면에 제2 본딩 패턴(310)들이 형성된 제2 패키지 기판(30)을 준비한다.
상기 제2 본딩 패턴(310)들은 제1 도전 영역(310_1) 및 제2 도전 영역(310_2)을 포함할 수 있으며, 성장 기판(10) 상에 형성된 제2 발광 소자(110_2)들과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상세하게는, 상기 제2 본딩 패턴(310)들 각각의 제1 도전 영역(310_1) 및 제2 도전 영역(310_2)은 후속 접합 공정(도 9)에서 대응되는 상기 제2 발광 소자(110_2)들의 전극에 접합될 수 있도록 대응되는 상기 제2 발광 소자(110_2)들과 적어도 일부가 오버랩되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 후속 접합 공정에서 상기 성장 기판(10) 상의 복수의 발광 소자들 중 서로 이웃하지 않고, 열 방향(Y 방향) 및 사선 방향(D 방향)에서 적어도 하나의 발광 소자를 사이에 두고 상호 이격되는 상기 제2 발광 소자(110_2)들만이 상기 제2 패키지 기판(30)에 실장될 수 있다.
한편, 상기 제2 패키지 기판(30)은 상기 제1 패키지 기판(20)과 별개의 기판에 해당하며, 상기 제1 패키지 기판(20)과 동일하거나 상이한 물질로 이루어진 절연성 기판일 수 있다. 또한, 상기 제2 패키지 기판(30)은 상기 제1 패키지 기판(20)과 동일하지는 않으나, 대응하는 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제2 패키지 기판(30)은 하면에 형성된 제1 하부 전극(330_1) 및 제2 하부 전극(330_2)과, 상기 제2 패키지 기판(30)을 관통하는 관통 전극(320)들을 더 포함할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제2 발광 소자(110_2)들과 제2 패키지 기판(30)을 접합하는 단계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 성장 기판(10)에서 제2 발광 소자(110_2)들을 선택적으로 분리하는 단계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제2 발광 소자(110_2)들을 패키징하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 상기 도 9 내지 도 11을 설명함에 있어서 도 3 내지 도 6을 참조하되, 상기 도 3 내지 도 6과 대응되는 참조 부호는 동일하거나 대응되는 부재를 나타내므로 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7a 내지 도 11을 참조하면, 상기 성장 기판(10)의 상면과 상기 제1 패키지 기판(20)의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 제2 발광 소자(110_2)들을 상기 제2 패키지 기판(30) 상면의 상기 제2 본딩 패턴(310)에 접합시킨다. 이후, 선택적으로 상기 제2 발광 소자(110_2)들을 상기 성장 기판(10)으로부터 분리시키고, 상기 제2 패키지 기판(30) 상에서 상기 제2 발광 소자(110_2)들 각각을 감싸는 렌즈부(340)를 형성한다. 그리고, 각기 상기 렌즈부(340)에 의해 모듈화된 상기 제2 발광 소자(110_2)들 단위로 상기 제2 패키지 기판(30)을 절단하여 발광 소자 패키지(P2)들을 형성한다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 성장 기판(10)의 요부 구성을 도시한 평면도이며, 도 7a 및 도 7b의 성장 기판(10)에서 제2 발광 소자(110_2)들이 분리된 이후의 상태를 도시한다. 도 12를 설명함에 있어서, 도 7a 및 도 7b에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 복수의 발광 소자들 중 상기 성장 기판(10)으로부터 분리된 제1 및 제2 발광 소자들을 제외한 제3 및 제4 발광 소자(110_3, 110_4)들이 잔류된 상기 성장 기판(10)을 다시 준비한다.
상기 제3 발광 소자(110_3)들은 행 방향(X 방향)에서 상기 제4 발광 소자(110_4)들과 이웃할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 상기 제3 및 제4 발광 소자(110_3, 110_4)들 중 상기 제3 발광 소자(110_3)들이 먼저 제3 패키지 기판(40, 도 13 참조)에 실장될 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다. 다른 실시예들에서, 상기 제4 발광 소자(110_4)들이 대응하는 제4 패키지 기판(50)에 우선적으로 실장될 수도 있다(도 14 및 도 15 참조).
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제3 패키지 기판(40)의 요부 구성을 도시한 평면도이다. 도 13을 설명함에 있어서, 도 8a 및 도 8b에 대응되는 참조 부호는 동일하거나 대응되는 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상면에 제3 본딩 패턴(410)들이 형성된 제3 패키지 기판(40)을 준비한다.
상기 제3 본딩 패턴(410)들은 제1 도전 영역(410_1) 및 제2 도전 영역(410_2)을 포함할 수 있으며, 성장 기판(10) 상에 형성된 제3 발광 소자(110_3)들과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상세하게는, 상기 제3 본딩 패턴(410)들 각각의 제1 도전 영역(410_1) 및 제2 도전 영역(410_2)은 후속 접합 공정에서 대응되는 상기 제3 발광 소자(110_3)들의 전극에 접합될 수 있도록 대응되는 상기 제3 발광 소자(110_3)들과 적어도 일부가 오버랩되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 후속 접합 공정에서 상기 성장 기판(10) 상에서, 행 방향(X 방향)에서 적어도 하나의 발광 소자를 사이에 두고 상호 이격되는 상기 제3 발광 소자(110_3)들만이 상기 제3 패키지 기판(40)에 실장될 수 있다.
계속하여, 도 3 내지 도 6, 또는 도 9 내지 도 11에서와 동일한 방식으로, 상기 제3 패키지 기판(40)에 상기 성장 기판(10)으로부터 상기 제3 발광 소자(110_3)들만을 분리 실장하고, 후속 공정을 통해 각기 상기 제3 발광 소자(110_3)들을 포함하는 발광 소자 패키지들을 제조 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 성장 기판(10)의 요부 구성을 도시한 평면도이며, 도 12의 성장 기판(10)에서 제3 발광 소자(110_3)들이 분리된 이후의 상태를 도시한다. 도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 제4 패키지 기판(40)의 요부 구성을 도시한 평면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 성장 기판(10)에 최종적으로 잔류하는 제4 발광 소자(110_4)들이 상기 제4 패키지 기판(40)에 실장될 수 있다.
도 3 내지 도 6, 또는 도 9 내지 도 11에서와 동일한 방식으로, 상기 제4 패키지 기판(40)에 상기 제4 발광 소자(110_4)들을 실장하고, 상기 제4 발광 소자(110_4)들을 상기 성장 기판(10)으로부터 분리시킨 후, 후속 공정을 통해 각기 상기 제4 발광 소자(110_4)들을 포함하는 발광 소자 패키지들을 제조할 수 있다.
도 1a 내지 도 15를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 성장 기판(10) 상의 복수의 발광 소자(110)들 중 서로 이웃하지 않는 제1 발광 소자(110_1)들 만을 제1 패키지 기판(20) 상에 실장하고, 상기 제1 패키지 기판(20) 상에서 상기 제1 발광 소자(110_1)들을 감싸는 렌즈부(240)를 형성하는 공정과 상기 제1 발광 소자(110_1)들 별로 분리하는 공정을 수행한다. 마찬가지로, 서로 이웃하지 않는 제2 내지 제4 발광 소자(110_2 내지 110_4)들을 각각 제2 내지 제4 패키지 기판(50)에 실장하고, 후속 공정을 수행함으로써 각각의 발광 소자들을 포함하는 발광 소자 패키지들을 제조할 수 있다.
그 결과, 발광 소자들 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있어 렌즈부의 형성 및 개별 분리 공정을 보다 용이하고 정확하게 수행할 수 있다. 또한, 각각의 패키지 기판 단위로 일괄적으로 렌즈부의 형성 및 개별 분리 공정을 수행, 즉 웨이퍼 레벨에서 후속 공정을 수행할 수 있어 공정 자동화가 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지의 제조 방법은 불량률 저감 및 생산성 향상에 기여할 수 있으며, 제조 단가 측면에서 유리한 효과가 있다.
한편, 상기 도 1a 내지 도 15에서 제1 내지 제4 발광 소자(110_1 내지 110_4)들의 제1 내지 제4 패키지 기판(20 내지 50)으로의 선택적 실장 이후 렌즈부 형성 등의 후속 공정이, 상기 제1 내지 제4 발광 소자(110_1 내지 110_4)들 별로 순차적으로 수행되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 후속 공정은, 상기 제1 내지 제4 발광 소자(110_1 내지 110_4)들에 대한 선택적 실장 공정이 종료된 이 후, 상기 제1 내지 제4 패키지 기판(20 내지 50) 별로 동시에 수행될 수도 있다.
도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따라 발광 소자들이 대응하는 패키지 기판에 실장되는 순서로 성장 기판(60)의 평면 형상을 예시한 평면도들이다. 도 16a 내지 도 16d를 설명함에 있어서, 상기 성장 기판(60) 상의 일부 발광 소자들을 대응하는 본딩 패턴이 형성된 패키지 기판에 선택적으로 실장하고 후속 공정을 통해 개별 패키징하는 방법은 도 1a 내지 도 15에서 설명한 방법과 실질적으로 동일하므로, 설명의 간략화를 위해 이하에서는 중복되는 설명은 생략하고 발광 소자들이 그룹화되어 패키지 처리되는 점을 중심으로 설명한다.
도 16a 내지 도 16d를 참조하면, 공동으로 모듈화되는 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4)들이 상기 성장 기판(60) 상에 반복 배열되어 매트릭스(matrix) 형상을 이룰 수 있다. 상세하게는, 상기 성장 기판(60) 상에 상기 제1 발광 소자 그룹(610_1)들을 기준으로 행 방향(X 방향)에서 이웃하는 제2 발광 소자 그룹(610_2)들과, 열 방향(Y 방향)에서 이웃하는 제3 발광 소자 그룹(610_3)들과, 사선 방향(D 방향)에서 이웃하는 제4 발광 소자 그룹(610_4)들이 반복 배열되어 상기 매트릭스 형상을 이룰 수 있다.
상기 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4)들은, 각기 서로 인접하는 4개의 개별 발광 소자(610)들을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4)들은 요구되는 발광 소자 패키지의 출력 특성에 따라 서로 인접한 적어도 둘 이상의 발광 소자들을 다양하게 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4)들은 각각 순차적으로 대응하는 패키지 기판들에 실장될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4)들은 각각 상기 행 방향(X 방향), 상기 열 방향(Y 방향), 및 상기 사선 방향(D 방향)에서 적어도 하나의 발광 소자 그룹을 사이에 두고 상호 이격된 상태로 대응되는 패키지 기판에 실장될 수 있어, 후속 공정 진행을 위해 모듈화되는 단위 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있다.
그 결과, 복수의 개별 발광 소자들을 포함하는 고출력 발광 소자 패키지 제조 시에도 렌즈부의 형성 및 개별 분리 공정 등을 보다 용이하고 정확하게 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 레벨에서 상기 렌즈부의 형성 및 개별 분리 공정을 수행할 수 있어 공정 자동화 및 생산성 향상도 가능할 수 있다.
한편, 도 16a 내지 도 16d에 도시된 바와 같이 실장 순서가 상기 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4) 순으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 순서로 상기 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(610_1 내지 610_4)들이 대응되는 패키지 기판에 실장될 수도 있다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일부 실시예들에 따라 발광 소자들이 대응하는 패키지 기판에 실장되는 순서로 성장 기판(70)의 평면 형상을 예시한 평면도들이다. 도 17a 내지 도 17c를 설명함에 있어서, 상기 성장 기판(70) 상의 일부 발광 소자들을 대응하는 본딩 패턴이 형성된 패키지 기판에 선택적으로 실장하고 후속 공정을 통해 개별 패키징하는 방법은 도 1a 내지 도 15에서 설명한 방법과 실질적으로 동일하므로, 설명의 간략화를 위해 이하에서는 중복되는 설명은 생략하고 발광 소자들의 수평 단면 형상의 차이에 따른 차이점을 중심으로 설명한다.
도 17a 내지 도 17c를 참조하면, 성장 기판(70) 상에 형성된 복수의 발광 소자(710)들은 수평 단면 형상이 다각형, 예컨대 육각형일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 복수의 발광 소자(710)들은 삼각형, 오각형 등의 다양한 수평 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 발광 소자(710)들은, 상기 성장 기판(70) 상면에 열 방향(Y 방향)과 제1 또는 제2 사선 방향(D1, D2)으로 반복 배열되어 허니컴(honeycomb) 형상을 이룰 수 있다. 상기 복수의 발광 소자(710)들은, 제1 발광 소자(710_1)들을 기준으로 제1 사선 방향(D1 방향) 또는 제2 사선 방향(D2 방향)으로 이웃하는 제2 발광 소자(710_2)들, 열 방향(Y 방향)으로 이웃하는 제3 발광 소자(710_3)들 단위로 반복 배열되어 상기 허니컴 형상을 이룰 수 있다.
상기 제1 내지 제3 발광 소자(710_1 내지 710_3)들은 각각 순차적으로 대응하는 패키지 기판들에 실장될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 발광 소자(710_1 내지 710_3)들은 각각 상기 제1 및 제2 사선 방향(D1 방향, D2 방향)과 상기 열 방향(Y 방향)에서 적어도 하나의 발광 소자를 사이에 두고 상호 이격된 상태로 대응되는 패키지 기판에 실장될 수 있어, 후속 공정 진행을 위해 모듈화되는 단위 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있다.
그 결과, 발광 소자 패키지 제조 시 렌즈부의 형성 및 개별 분리 공정 등을 보다 용이하고 정확하게 수행할 수 있으며, 웨이퍼 레벨에서 상기 렌즈부의 형성 및 개별 분리 공정을 수행할 수 있어 공정 자동화 및 생산성 향상도 가능할 수 있다. 또한, 발광 소자들의 선택적인 분리 및 실장 횟수를 줄여 제조 공정의 단순화가 가능할 수 있다.
한편, 도 17a 내지 도 17c에 도시된 바와 같이 실장 순서가 상기 제1 내지 제3 발광 소자(710_1 내지 710_3) 순으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 순서로 상기 제1 내지 제3 발광 소자(710_1 내지 710_3)들이 대응되는 패키지 기판에 실장 될 수도 있다. 또한, 도 16a 내지 도 16d에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 발광 소자(710)들의 경우도 서로 인접한 적어도 둘 이상의 발광 소자들을 포함하는 그룹 단위로 패키지 기판에 실장되어 패키징 될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10, 60, 70: 성장기판 20, 30, 40, 50: 패키지 기판
110, 610, 710: 발광 소자 210, 310, 410, 510: 본딩 패턴
220, 320, 420, 520: 관통 전극 230, 330, 430, 530: 하부 전극
240, 340, 440, 540: 렌즈부
110, 610, 710: 발광 소자 210, 310, 410, 510: 본딩 패턴
220, 320, 420, 520: 관통 전극 230, 330, 430, 530: 하부 전극
240, 340, 440, 540: 렌즈부
Claims (10)
- 상면 상에 복수의 발광 소자들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계;
상기 복수의 발광 소자들 중 일부 발광 소자들과 대응하는 본딩 패턴이 상면에 형성된 제1 패키지 기판을 준비하는 단계;
상기 성장 기판의 상면과 상기 제1 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 일부 발광 소자들과 상기 본딩 패턴을 접합하는 단계;
상기 성장 기판으로부터 상기 일부 발광 소자들을 분리하는 단계; 및
상기 본딩 패턴에 접합된 상기 일부 발광 소자들을 패키징하는 단계;
를 구비하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 일부 발광 소자들은, 적어도 하나의 발광 소자를 사이에 두고 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 일부 발광 소자들은, 서로 이웃하는 적어도 둘 이상의 발광 소자를 포함하는 그룹들로 구분되고,
상기 그룹들은, 적어도 하나의 그룹을 사이에 두고 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 본딩 패턴은, 제1 도전 영역과 제2 도전 영역을 포함하고,
상기 일부 발광 소자들과 상기 본딩 패턴을 접합하는 단계는, 상기 일부 발광 소자들이 각기 대응되는 상기 본딩 패턴의 제1 및 제2 도전 영역의 적어도 일부와 오버랩되도록 접합하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서, 상기 일부 발광 소자들을 분리하는 단계는,
상기 일부 발광 소자들에 대해 선택적으로 레이저 리프트 오프(laser lift off)를 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서, 상기 패키징하는 단계는,
상기 제1 패키지 기판 상에서 상기 일부 발광 소자들 각각을 감싸는 렌즈부를 형성하는 단계; 및
상기 렌즈부가 형성된 상기 일부 발광 소자들 별로 상기 제1 패키지 기판을 절단하는 단계;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 상면에 복수의 발광 소자 그룹들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계;
상기 복수의 발광 소자 그룹들 중 서로 이웃하지 않는 제1 발광 소자 그룹들과 대응하는 제1 본딩 패턴이 상면에 형성된 제1 패키지 기판을 준비하는 단계;
상기 성장 기판의 상면과 상기 제1 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 제1 발광 소자 그룹들과 상기 제1 본딩 패턴을 접합하는 단계;
상기 성장 기판으로부터 상기 제1 발광 소자 그룹들을 분리하는 단계;
상기 성장 기판에 잔류하는 상기 복수의 발광 소자 그룹들 중 서로 이웃하지 않는 제2 발광 소자 그룹들과 대응하는 제2 본딩 패턴이 상면에 형성된 제2 패키지 기판을 준비하는 단계;
상기 성장 기판의 상면과 상기 제2 패키지 기판의 상면을 서로 대향하도록 하여, 상기 제2 발광 소자 그룹들과 상기 제2 본딩 패턴을 접합하는 단계; 및
상기 성장 기판으로부터 상기 제2 발광 소자 그룹들을 분리하는 단계;
를 구비하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자 그룹들은, 각기 서로 인접한 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자 그룹들은, 상기 성장 기판의 상면 상에서 매트릭스(matrix) 형상을 이루도록 배열되고,
상기 제1 및 제2 발광 소자 그룹들은, 행 방향 및 열 방향에서 적어도 하나의 발광 소자 그룹을 사이에 두고 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자 그룹들은, 상기 성장 기판의 상면 상에서 허니컴(honeycomb) 형상을 이루도록 배열되고,
상기 제1 및 제2 발광 소자 그룹들은, 열 방향 및 사선 방향에서 적어도 하나의 발광 소자 그룹을 사이에 두고 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060091409A1 (en) | 2004-10-28 | 2006-05-04 | John Epler | Package-integrated thin film LED |
| JP2010056457A (ja) | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Kyocera Corp | 発光素子アレイの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| TWI422044B (zh) | 2005-06-30 | 2014-01-01 | Cree Inc | 封裝發光裝置之晶片尺度方法及經晶片尺度封裝之發光裝置 |
| TWI473246B (zh) | 2008-12-30 | 2015-02-11 | Epistar Corp | 發光二極體晶粒等級封裝 |
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| US8227271B1 (en) | 2011-01-27 | 2012-07-24 | Himax Technologies Limited | Packaging method of wafer level chips |
| US8518204B2 (en) * | 2011-11-18 | 2013-08-27 | LuxVue Technology Corporation | Method of fabricating and transferring a micro device and an array of micro devices utilizing an intermediate electrically conductive bonding layer |
| KR101128261B1 (ko) | 2011-11-29 | 2012-03-22 | 박진성 | 전공정이 웨이퍼 레벨로 제조된 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법 |
-
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-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060091409A1 (en) | 2004-10-28 | 2006-05-04 | John Epler | Package-integrated thin film LED |
| JP2010056457A (ja) | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Kyocera Corp | 発光素子アレイの製造方法 |
| JP2012238795A (ja) | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
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