KR102388285B1 - 발광소자 패키지 및 광원 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 개시된 발광소자 패키지는, 서로 이격되어 배치된 제1 및 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 하부에 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 및 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지;를 포함하고, 상기 제1프레임은 상기 발광 소자의 제1본딩부에 대면되는 제1돌출부를 포함하며, 상기 제2프레임은 상기 발광 소자의 제2본딩부에 대면하는 제2돌출부를 포함하며, 상기 제1프레임과 상기 제1돌출부 사이에 제1도전층 및 상기 제2프레임과 상기 제2돌출부 사이에 제2도전층을 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지 및 광원 장치{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHT UNIT}
실시 예는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
특히, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한, 이와 같은 수광 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용될 수 있다.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 가스(Gas)나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
발광소자(Light Emitting Device)는 예로서 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소를 이용하여 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로 제공될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 파장 구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광소자의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대역에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
자외선은 파장이 긴 순서대로 UV-A(315nm~400nm), UV-B(280nm~315nm), UV-C (200nm~280nm) 세 가지로 나뉠 수 있다. UV-A(315nm~400nm) 영역은 산업용 UV 경화, 인쇄 잉크 경화, 노광기, 위폐 감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양한 분야에 응용되고 있고, UV-B(280nm~315nm) 영역은 의료용으로 사용되며, UV-C(200nm~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용되고 있다.
한편, 고 출력을 제공할 수 있는 반도체 소자가 요청됨에 따라 고 전원을 인가하여 출력을 높일 수 있는 반도체 소자에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 반도체 소자의 광 추출 효율을 향상시키고, 패키지 단에서의 광도를 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 패키지 전극과 반도체 소자 간의 본딩 결합력을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
실시 예는 발광 소자의 각 본딩부와 대면하는 프레임의 돌출부를 배치하여, 도전층이 돌출부의 하부 둘레에 배치될 수 있도록 한 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 각 본딩부와 대면하는 프레임의 돌출부의 둘레에 도전층을 배치하여, 상기 도전층이 수지로 덮혀질 수 있도록 한 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 광 추출 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 서로 이격되어 배치된 제1 및 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 하부에 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 및 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지;를 포함하고, 상기 제1프레임은 상기 발광 소자의 제1본딩부에 대면되는 제1돌출부를 포함하며, 상기 제2프레임은 상기 발광 소자의 제2본딩부에 대면하는 제2돌출부를 포함하며, 상기 제1프레임과 상기 제1돌출부 사이에 제1도전층 및 상기 제2프레임과 상기 제2돌출부 사이에 제2도전층을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2돌출부는 상기 제1,2본딩부와 대면하는 상부 영역이 수평한 평면을 가지며, 상기 제1 및 제2돌출부는 상기 상부 영역의 둘레에 경사진 측면 또는 곡면을 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1돌출부에서 상부 영역의 제1방향의 제2방향의 길이보다 작고, 상기 제1방향은 상기 제1 및 제2돌출부의 중심을 지나는 가상 선이 연장되는 방향이며, 상기 제2방향은 상기 제1방향과 직교하는 방향일 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2돌출부의 상부 영역과 상기 몸체 사이의 거리는 상기 제1,2돌출부의 상부 영역의 제1방향의 폭과 동일할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2돌출부의 상부 영역에서 제1방향의 폭은 상기 제1 및 제2프레임의 두께와 동일할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2프레임은 상기 제1,2돌출부의 반대측에 오목한 오목부를 가지며, 상기 제1,2돌출부의 높이는 상기 오목부의 깊이와 동일할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체, 상기 제1 및 제2프레임 상에 수지부를 포함하며, 상기 수지부는 상기 제1,2도전층에 접촉될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체와 상기 발광 소자 사이에 제1수지를 포함하며, 상기 제1수지는 상기 제1,2도전층에 접촉될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체 및 상기 제1,2프레임 중 적어도 하나는 리세스 또는 개구부를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2본딩부의 하면 면적은 상기 제1,2돌출부의 상부 영역의 면적보다 클 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1수지의 두께는 상기 제1,2돌출부의 높이보다 클 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2프레임의 두께는 120 내지 300 마이크로 미터의 범위를 가질 수 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 반사율이 높은 몸체를 제공함으로써, 반사체가 변색되지 않도록 방지할 수 있어 반도체 소자 패키지의 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 제조방법에 의하면, 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 2는 도 1에 광소자 패키지의 정면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 발광소자가 배치된 부분의 확대도이다.
도 6는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 C-C선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 1의 발광소자 패키지의 몸체 변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 발광소자 패키지의 E-E선에 따른 단면도이다.
도 9는 도 7의 발광소자 패키지의 다른 예이다.
도 10은 도 7의 발광소자 패키지에서 프레임의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 11의 변형된 프레임을 갖는 발광소자 패키지의 예이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조 과정을 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 발광소자의 A-A 선에 다른 단면도이다.
이하 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다. 상기 소자 패키지의 반도체 소자는 자외선, 적외선 또는 가시광선의 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 상기 발광소자가 적용된 패키지 또는 광원 장치에 비 발광소자 예컨대, 제너 다이오드와 같은 소자나 파장이나 열을 감시하는 센싱 소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 발광소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이며, 도 2는 도 1에 광소자 패키지의 정면도이고, 도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 4의 발광소자가 배치된 부분의 확대도이고, 도 6는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 C-C선에 따른 단면도이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(110), 및 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 복수의 프레임 예컨대, 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 제1방향(X)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(113)는 일종의 전극 분리선의 기능을 수행할 수 있다. 상기 몸체(113)는 절연부재로 지칭될 수도 있다.
상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치된 경사면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(113)의 경사면에 의하여 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 캐비티(102)가 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(102)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(102) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
예로서, 상기 몸체(113)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 도전성 프레임으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있으며, 상기 발광소자(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)의 제1연장부(111A)는 패키지 몸체(110)의 제1측면 방향으로 연장되고 돌출될 수 있다. 상기 제2 프레임(112)의 제2연장부(112A)는 패키지 몸체(110)의 제2측면 방향으로 연장되고 돌출될 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면은 서로 반대측 방향일 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 절연성 프레임으로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 반도체층(123)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 기판(124)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 제1방향의 길이가 제2방향의 길이보다 더 길 수 있다.
상기 반도체층(123)은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)은 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(122)은 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판(124)는 투광 층으로서, 절연성 재질 또는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 상기 기판(124)는 예컨대, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(124)은 표면에 요철 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 반도체층(123)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 반도체층(123)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 반도체층(123)은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 반도체층(123)은 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 예컨대 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다.
상기 활성층은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층은 예로서 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함할 수 있고, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 활성층은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 돌출부(P1) 영역을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 돌출부(P2) 영역을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)는 전극 또는 패드일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 몸체(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110)에 의해 제공되는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐비티(102)는 패키지 몸체(110)의 반사부(110A)에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 반도체층(123)과 상기 제1 프레임(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 반도체층(123)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122)는 Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO를 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(P1)와 제2 돌출부(P2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)은 제1 돌출부(P1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(112)은 제2 돌출부(P2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)는 상기 제1 프레임(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)는 상기 제1 프레임(111)에 돌출되어 제공될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면과 하면을 수직 방향(Z)으로 돌출하여 제공될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)와 대응되는 영역의 하부는 상기 제1오목부(P10)를 포함할 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)의 돌출 높이(d)는 상기 제1오목부(P10)의 깊이(e)와 같을 수 있다.
도 2, 도 5 및 도 6과 같이, 상기 제1 돌출부(P1)는 제1방향(X)의 너비(b)보다 제2방향(Y)의 길이(b1>b)가 더 클 수 있다. 상기 제1방향은 가로 방향이거나 패키지 몸체(110)의 장변 방향이거나, 두 프레임(111,112)이 이격되는 방향일 수 있다. 상기 제2방향은 세로 방향이거나 패키지 몸체(110)의 단변 방향이거나, 두 프레임(111,112) 사이의 몸체(113)가 연장되는 방향일 수 있다. 상기 제2방향은 제1방향과 직교하는 방향일 수 있다. 제3방향은 제1,2방향과 직교하는 방향일 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 제1방향(X)의 너비(b)보다 제2방향(Y)의 길이(b1>b)가 더 클 수 있다. 상기 제1방향은 가로 방향이거나 패키지 몸체(110)의 장변 방향이거나, 두 프레임(111,112)이 이격되는 방향일 수 있다. 상기 제1방향은 제1,2돌출부(P1,P2)의 중심을 연결한 가상선이 연장되는 방향일 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 제3방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제3 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)과 중첩되어 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3과 같이, 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 제2 프레임(112)에 제공될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 제2 프레임(112)에 돌출되어 제공될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면과 하면을 제3 방향으로 돌출되어 제공될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)와 대응되는 영역의 하부는 상기 제2오목부(P20)를 포함할 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)의 돌출 높이는 상기 제2오목부(P20)의 깊이(e)와 같을 수 있다.
상기 제1 및 제2오목부(P10,P20)는 상기 제1,2프레임(111,112)의 하면에서 상기 제1 및 제2 프레임(111,112)의 상면을 향하는 제3방향으로 오목하며, 상기 제1,2오목부(P10,P20)는 상기 각 돌출부(111,112)와 상기 제3 방향으로 중첩될 수 있고, 상기 제1,2돌출부(111)의 높이와 동일한 깊이를 가질 수 있다.
제1도전층(127)은 제1프레임(111)과 발광 소자(120)의 제1본딩부(121) 사이에 배치될 수 있다. 제2도전층(129)는 제2프레임(112)과 발광 소자(120)의 제2본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1도전층(127)은 상기 제1프레임(111)의 제1돌출부(P1)와 상기 제1본딩부(121) 사이에 본딩될 수 있다. 상기 제2본딩층(129)은 상기 제2프레임(112)의 제2돌출부(P2)와 제2본딩부(112) 사이에 본딩될 수 있다.
상기 제1,2도전층(127,129)은 상기 제1,2돌출부(P1,P2)의 상부 영역에서 상기 제1,2본딩부(127,129)와 본딩될 수 있으며, 일부는 제1,2돌출부(P1,P2)의 하부 둘레에 배치될 수 있다.
상기 도전층(321)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 각 프레임(111,112)의 돌출부(P1,P2)와 상기 본딩부(121,122) 중 적어도 하나는 구성하는 물질과 상기 도전층(121,122)의 물질이 화합되어 금속간 화합물층에 의해 결합될 수 있다. 상기 금속간 화합물은 CuxSny, AgxSny, AuxSny 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다.
상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 상기 도전층(127,129)을 구성하는 물질과 상기 도전층(127,129)을 형성되는 과정 또는 상기 도전층(127,129)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전층(127,129)과 상기 프레임(120) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다. 예 로서, 상기 도전층(127,129)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다. 예로서, 상기 도전층(127,129)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 도전층(127,129)을 이루는 물질과 상기 프레임(111,112)의 금속 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전층(127,129)과 상기 프레임(111,112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전층(127,129), 합금층 및 상기 프레임이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 합금층이 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 도전층(127,129)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부(121,122) 또는 상기 프레임(111,112)로부터 제공될 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있게 된다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 돌출부(P1,P2) 및 도전층(127,129)을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전층(127,129)의 용융점이 다른 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다. 또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다. 예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 제1수지(130)를 포함할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 몸체(113)의 상면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 제1 돌출부(P1)과 상기 제2 돌출부(P2) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되고 상기 제1 돌출부(P1)과 상기 제2 돌출부(P2)의 내측과 대응되거나 접촉될 수 있다. 상기 제1수지(130)의 두께는 상기 돌출부(P1,P2)의 높이(d) 또는 두께보다 클 수 있어, 발광 소자(120)과 접촉될 수 있다.
상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 이러한 제1수지(130)는 접착제일 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(130)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제1수지는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1수지(130)의 물질은 상기 발광 소자(120)에서 방열 기능하는 물질로 구성될 수 있다.
상기 제1수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(130)는 TiO2, Silicone 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 4 내지 도 6과 같이 제2수지(135)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 1을 도시함에 있어, 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)의 배치관계가 잘 나타날 수 있도록, 상기 제2수지(135)와 상기 몰딩부(140)는 도시하지 아니하였다.
상기 제2수지(135)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 발광소자(120)의 하부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제2 프레임(112)과 상기 발광소자(120)의 하부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 패키지 몸체(110)에 제공된 캐비티(102)의 바닥 면에 제공될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제1 본딩부(121) 및 제2 본딩부(122)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 발광 소자(120)의 하면과 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(135)의 두께는 상기 돌출부(P1,P2)의 높이(d) 또는 두께보다 클 수 있어, 발광 소자(120)와 접촉될 수 있다.
상기 제2수지(135)는 상기 발광 소자(120)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제1수지(130)과 연결되거나 접착될 수 있다. 상기 제2수지(135)의 상면 일부는 상기 발광 소자(120)의 하면보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)의 두께는 상기 발광 소자(120)의 하면과 프레임(111,112) 상면 사이의 간격(예: d)와 같거나 작을 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 본딩부(121,122)의 외부를 감싸거나 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 돌출부(P1,P2)의 외부를 감싸거나 접촉될 수 있다.
상기 제1수지(130)과 상기 제2수지(135)는 돌출부(P1,P2)의 측면(P11,P12) 상에 배치된 도전층(127,129)의 외부에 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 도전층(127,129)의 외부를 감싸거나 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(135) 및 제1수지(130)는 상기 도전층(127,129)의 표면을 밀봉하고 상기 발광 소자(120)의 하면에 접촉되어, 상기 도전층(127,129)으로부터 발광 소자(120)를 보호할 수 있다.
예로서, 상기 제2수지(135)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 광을 반사하는 반사부일 수 있고, 예로서 TiO2 등의 반사 물질을 포함하는 수지일 수 있고 또는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 프레임(111) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제2 프레임(112) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2수지(135)가 화이트 실리콘과 같은 반사 특성이 있는 물질을 포함하는 경우, 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)로부터 제공되는 빛을 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 반사시켜 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2수지(135)와 상기 제1수지(130)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예에 의하면, 상기 제2수지(135)가 별도로 제공되지 않고, 상기 몰딩부(140)가 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)에 직접 접촉되도록 배치될 수도 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 프레임(111,1112)에서 상기 돌출부(P1,P2)의 높이 d는 프레임(111,112)의 두께 a보다 작을 수 있으며, 예컨대, 두께 a의 25% 이상 예컨대, 25% 내지 75%의 범위일 수 있다. 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 높이(d)는 상기 프레임(111,112)의 상면으로부터 50 마이크로 미터 이상 예컨대, 50 내지 100 마이크로 미터의 범위로 돌출될 수 있다. 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 돌출 높이(d)가 상기 범위보다 작으면 돌출 높이가 낮아져 전도성 페이스트가 발광 소자(120)의 측면으로 타고 올라갈 수 있는 문제가 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과하게 되면 프레임(111,112)의 강성이 저하될 수 있다. 상기 프레임(111,112)의 두께(a)는 120 마이크로 미터 이상 예컨대, 120 내지 300 마이크로 미터의 범위 또는 200 내지 270 마이크로 미터의 범위일 수 있다.
상기 돌출부(P1,P2)의 높이 d가 상기 범위보다 작은 경우, 상기 발광 소자(120)의 하부 둘레에 배치되는 제2수지(135)의 두께가 50 마이크로 미만으로 얇아져 반사성 수지로서의 기능을 할 수 없는 문제가 있다. 이에 따라 상기 돌출부(P1,P2)의 높이(d)가 상기 범위로 형성될 경우, 제2수지(135)의 두께를 확보할 수 있어 백색 수지로 제공되어, 광 반사 효율의 저하를 방지할 수 있다.
상기 제2 돌출부(P2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 제3방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면으로 향하는 제3 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 제3방향으로 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)는 상부 영역에 평탄한 면을 포함할 수 있으며, 둘레에 경사진 면이거나 곡면을 갖는 측면(P11,P12)이 배치될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)에서 돌출되는 전 영역의 면적은 상기 제1본딩부(121)의 하면 면적과 같거나 작을 수 있다. 상기 제2돌출부(P2)에서 돌출되는 전 영역의 면적은 상기 제2본딩부(122)의 하면 면적과 같거나 작을 수 있다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)에서 수평한 상부 영역의 면적은 상기 경사진 측면(P11,P12)의 면적보다 클 수 있어, 본딩 부분의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제1,2 돌출부(P1,P2)는 상부 영역은 제1 및 제2본딩부(121,121)와 대면할 수 있다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)의 외곽 영역인 측면(P11,P12)는 상기 제1,2본딩부(121,122)로부터 이격될 수 있다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)에서 상부 영역의 수평한 평면의 면적은 상기 각 본딩부(121,122)의 하면 면적보다 작을 수 있다.
실시 예에 의하면, 도 5와 같이, 제1방향으로 상기 제1 돌출부(P1)의 상부 영역에서 폭(b)은 상기 제1 본딩부(121)의 폭(W2)에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 제1방향으로 상기 제2 돌출부(P2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 폭(W2)는 발광 소자(120)의 제1방향의 폭에 비해 20% 이상이며 예컨대, 20% 내지 40% 범위일 수 있다.
도 6과 같이, 제2방향(Y)으로 상기 제1돌출부(P1)의 상부 영역의 길이(b1)는 상기 제1 본딩부(121)의 길이(W3)보다 작을 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 길이(W3)는 제1발광 소자(120)의 제2방향의 길이에 비해 70% 이상이며 예컨대, 70% 내지 95% 범위일 수 있다.
상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 상부 영역에서 제1방향(X)의 너비(b)는 본딩부(121,122)의 폭(W2)의 50% 이상 예컨대, 50% 내지 90%의 범위일 수 있으며, 상기 범위일 때 제1,2돌출부(P1,P2)와 본딩부(111,112)와의 본딩에 의한 열 전도성 및 전기 전도성의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 너비(b)는 200 마이크로 미터 이상 예컨대, 200 내지 300 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 또한 상기 본딩부(121,122)를 갖는 발광 소자(110)의 지지력(예: DST)을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 제1돌출부(P1)는 제1도전층(127)에 의해 연결될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)와 제2돌출부(P2)는 제2도전층(129)에 의해 연결될 수 있다. 상기 제1,2 본딩부(121,122)를 제1,2돌출부(P1,P2)에 본딩할 때, 상기 제1,2도전층(127,129)이 상기 제1,2돌출부(P1,P2)의 평탄한 부분에 배치되며, 일부가 낮은 영역에 위치한 측면(P11,P12)으로 유동하게 된다. 이에 따라 상기 제1,2도전층(127,129)은 상기 제1,2돌출부(P1,P2)의 측면(P11,P2)에 배치될 수 있어, 발광 소자(120)의 하면으로부터 더 이격될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(120)의 본딩 공정에서 제1,2도전층(127,129)이 본딩될 때 그 외부가 다운 방향으로 이동될 수 있어, 상기 발광 소자(120)의 측면을 따라 도전층의 일부가 이동(도 5의 Pa)하는 것을 방지할 수 있고, 상기 제1,2도전층(127,129)에 의해 상기 발광 소자(120)에 측면으로 나오는 광을 흡수하거나 반도체층에 쇼트 불량을 주는 문제를 해결할 수 있다.
상기 제1,2 프레임(111,112)은 상기 발광소자(120)의 제1,2본딩부(121,122)는 더 견고하게 부착될 수 있다.
상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 상부 영역의 에지으로부터 상기 제1,2 본딩부(121,122)의 끝단까지의 거리(W5)는 40 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 거리(W5)가 40 마이크로 미터 이상일 때 상기 제1,2 본딩부(121,122)이 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 상면과의 접촉을 위한 공정 마진을 확보할 수 있으며, 제조 공정시 도전층(127,129)인 전도성 페이스트가 다운 방향으로 떨어지지 않을 수 있다. 상기 거리(W5)가 60 마이크로 미터 이하일 때 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)에 노출되는 상기 제1,2 본딩부(121,122)의 면적을 확보할 수 있어, 제2수지(135)의 접촉되어 신뢰성을 개선할 수 있다.
상기 제1,2 본딩부(121,122)와 상기 발광 소자(120)의 측면 사이의 거리(W6)는 60 마이크로 미터 이상 예컨대, 60 내지 90 마이크로 미터의 범위로 배치될 수 있다. 상기 거리(W6)를 확보하지 않을 경우 도전층(127,129)과의 거리 확보가 어려워, 전도성 페이스트에 의한 문제가 발생될 수 있다. 즉, 상기 제1,2 본딩부(121,122)의 평탄한 면으로부터 상기 발광 소자(120)의 측면 사이의 거리(W5+W6)는 최소 100 마이크로 미터의 범위로 이격될 때, 돌출부(P1,P2)의 주변에서 도전층(127,129)에 의한 안전 거리를 확보할 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)의 상부 영역의 폭(b) 및 길이(b1)는 상기 제1 돌출부(P1)의 하부 영역의 폭 및 길이에 비해 작을 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)의 상부 영역의 폭 및 길이는 상기 제2 돌출부(P2)의 하부 영역의 폭 및 길이에 비해 작을 수 있다. 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 상부 영역의 폭 및 길이는 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 하부 영역의 폭 및 길이보다 클 경우, 돌출되는 부분의 강도가 저하되거나 돌출되는 경사 부분의 두께가 얇아지거나 성형에 어려울 수 있다.
상기 제1,2 돌출부(P1,P2)는 측면(P11,P12)에 의해 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다. 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)는 탑뷰 형상이 다각형 형상, 타원 형상 또는 원 형상일 수 있다. 상기 제1,2 돌출부(P1,P2)의 측 단면 형상은 다각형 형상, 반구형 형상 또는 반 타원 형상일 수 있다. 상기 측면(P11,P12)은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가지거나, 서로 다른 곡률을 갖는 곡면으로 배치될 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2) 사이의 간격은 예로서 100 이상 예컨대, 100 내지 내지 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2) 사이의 간격은, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)가 추후 회로기판, 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 패드 간의 전기적인 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위하여 일정 거리 이상으로 제공되도록 선택될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 5와 같이, 상기 돌출부(P1,P2)의 위치는 상기 몸체(113)가 배치되는 영역으로부터 인접할 경우, 상기 돌출부(P1,P2)에 의해 프레임(111,112)가 몸체 측 방향에서 말리거나 감기게 되는 현상이 발생되어, 패키지의 신뢰성이 저하될 수 있다. 이에 따라 상기 돌출부(P1,P2)의 에지와 상기 몸체(113) 사이의 거리(c)는 120 마이크로 미터 이상 예컨대, 120 내지 300 마이크로 미터의 범위 또는 200 내지 270 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 거리 c와 상기 프레임(111,112)의 두께 d의 비율(c:d)은 0.8:1 내지 1:0.8의 범위일 수 있으며, 예컨대 거리 c와 두께 d는 동일할 수 있고 1:1의 비율(c:d)일 수 있다. 상기 돌출부(P1,P2)의 상부 영역의 폭 b과 상기 프레임(111,112)의 두께 a의 비율은 0.8:1 내지 1: 0.8이거나, 폭 b와 두께 a는 동일할 수 있으며 1:1의 비율(b:a)일 수 있다. 상기 돌출부(P1,P2)의 상부 영역의 폭 b과 상기 몸체(113)과의 거리 c의 비율(b:c)은 0.8:1 내지 1: 0.8이거나, 1:1의 비율일 수 있다. 이러한 비율은 상기 프레임(111,112)의 두께(a)를 기준으로 상기 돌출부(P1,P2)의 상부 영역의 폭(b)와 상기 돌출부(P1,P2)와 몸체 사이의 거리(c)는 80% 내지 120%의 범위일 수 있다. 따라서, 예컨대, 상기 돌출부(P1,P2)의 상부 영역의 폭 b, 상기 몸체(113)과의 거리 c, 상기 프레임(111,112)의 두께 a인 경우, b:c:d는 1:1:1를 포함할 수 있다. 실시 예는 프레임(111,112)에 돌출부(P1,P2)를 형성할 때, 돌출부(P1,P2)에 의해 프레임(111,112)이 말리거나 감기는 문제를 방지할 수 있고, 상기 본딩부(121,122)와 돌출부(P1,P2)의 평탄한 면적을 열 전도성 및 전기 전도성이 저하되지 않는 범위로 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 프레임(111,112)의 돌출부(P1,P2)는 외부에 경사진 측면(P11,P12)를 갖고 발광 소자(120)과 수직 방향으로 중첩되고 각 본딩부(121,122)의 영역 내에 배치될 수 있어, 도전층(127,129)의 형성 시 상기 도전층(127,129)의 페이스트가 발광 소자(120)의 측면으로 타고 올라가는 문제를 방지할 수 잇다. 또한 도전층(127,129)를 발광 소자(120)의 측면으로부터 이격시켜 주어, 제2수지(135)의 형성시 상기 제2수지(135)가 발광 소자(120)의 하부까지 연장될 수 있어, 발광 소자(120)의 하부 및 외부에서의 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
또한 프레임(111,112)의 상부에 별도의 하프 에칭 없는 공정을 수행하지 않고 공정을 단순화할 수 있고 프레임 금형으로 돌출부를 제공할 수 있어 프레임의 단가 및 패키지의 가격을 낮출 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 1의 발광 소자 패키지의 몸체의 다른 예이다. 도 7 및 도 8의 설명에 있어서, 상기에 개시된 구성은 선택적으로 적용할 수 있으며, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광소자 패키지는, 프레임(111,112) 및 몸체(113) 중 적어도 하나 또는 모두에 리세스(R)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(R)는 예컨대, 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120)와 상기 제3 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다.
제1수지(130)는 상기 리세스(R)에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1수지(130)는 리세스(R)에 고정되며 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 몸체(113)의 수지 재질과 접착되는 면적이 증가되어, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1수지(130)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제1수지(130)는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제1수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(130)는 TiO2, Silicone 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스(R)의 깊이는 상기 프레임(111,112)의 두께에 비해 작게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이는 상기 제1수지(130)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)이 깊이는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(100)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필(under fill) 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 언더필(Under fill) 공정은 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장한 후 상기 제1수지(130)를 상기 발광소자(120) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장하는 공정에서 상기 제1수지(130)를 통해 실장하기 위해 상기 제1수지(130)를 상기 리세스(R)에 배치 후 상기 발광소자(120)를 배치하는 공정일 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 몸체(113)의 상면 사이에 상기 제1수지(130)가 충분히 제공될 수 있도록 제1 깊이 이상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 제공하기 위하여 제2 깊이 이하로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 제1방향의 폭은 상기 프레임(111,112) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 리세스(R)의 폭은 상기 발광소자(120)의 장축 방향으로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 제1방향의 폭은 상기 돌출부(P1,P2)의 제1방향의 폭보다 작을 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이와 폭은 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치되는 상기 제1수지(130)에 의하여 충분한 고정력이 제공될 수 있도록 결정될 수 있다. 예로서, 상기 리세스(R)의 깊이는 40 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 폭은 140 마이크로 미터 내지 160 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 제2방향의 길이는 상기 발광소자(120)의 장축 방향의 길이보다 길게 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 발광소자(120)의 외측에 제1수지(130)이 노출되어, 광 반사 기능을 수행할 수 있다. 상기 리세스(R)의 제2방향의 길이는 상기 발광소자(120)의 장축 방향의 길이보다 작게 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 발광소자(120)의 하면에서 제1수지(130)로 접착될 수 있다.
실시 예는 발광 소자(120)의 하부에 프레임(111,113)의 돌출부(P1,P2)를 배치함으로써, 발광 소자(120)의 하면과 프레임(111,112) 사이의 간격, 발광 소자(120)과 몸체(113)의 상면 사이의 간격이, 돌출부가 없는 구조에 비해 더 이격될 수 있다. 이에 따라 제1수지(130) 및 제2수지(135)의 두께를 확보할 수 있어, 발광 소자(120)의 하부 접착력 및 지지력을 강화시켜 줄 수 있다. 또한 발광 소자(120)와 프레임(111,112) 사이의 간격이 더 이격되므로, 제2수지(135)의 두께를 증가시킬 수 있어 발광 소자(120)의 측면에서의 쇼트 문제를 방지할 수 있다. 또한 제2수지(135)에 의한 광 반사 효율이 개선될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 프레임(111,112)의 하부에 리세스를 더 배치하여, 몸체와의 결합을 강화시켜 줄 수 있다. 또한 프레임(111,112)의 하부에 단차진 구조를 배치하여, 몸체와의 결합을 강화시켜 주고 솔더의 퍼짐성을 조절할 수 있다.
도 9는 도 7 및 8의 발광 소자 패키지에서 리세스의 변형 예이다. 도 9를 참조하면, 도 9의 설명에 있어서, 상기에 개시된 구성은 선택적으로 적용할 수 있으며, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 발광소자 패키지는, 프레임(111,112) 및 몸체(113) 중 적어도 하나 또는 모두에 개구부를 포함할 수 있다. 개구부(115A)는 예컨대, 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 개구부(115A)는 상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 개구부(115A)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면으로 관통되게 제공될 수 있다. 상기 개구부(115A)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 개구부(115A)는 상기 발광소자(120)와 상기 제3 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다.
제1수지(130)는 상기 개구부(115A)에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)을 형성할 때, 상기 패키지 몸체(110)의 바닥에 지지 시트를 배치한 후 상기 제1수지(130)을 개구부(115A)에 형성할 수 있다.
상기 제1수지(130)는 개구부(115A) 및 상기 몸체(113) 상에 배치되어 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 몸체(113)의 수지 재질과 접착되는 면적이 증가되어, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1수지(130)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제1수지는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 접착 기능뿐만 아니라, 열을 하부로 방열하는 열 전도성 재질로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1수지(130)에 금속 산화물의 함량을 증가시켜 배치할 수 있다.
상기 제1수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(130)는 TiO2, Silicone 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 개구부(115A)의 깊이는 상기 프레임(111,112)의 두께와 동일할 수 있다. 상기 개구부(115A)의 폭은 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(100)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 개구부(115A)의 제1방향의 폭은 상기 프레임(111,112) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 개구부(115A)의 폭은 상기 발광소자(120)의 장축 방향으로 제공될 수 있다. 상기 개구부(115A)의 제1방향의 폭은 상기 돌출부(P1,P2)의 제1방향의 폭보다 작을 수 있다. 상기 개구부(115A)의 길이는 상기 발광소자(120)의 장축 방향의 길이 예컨대, 제2방향의 길이보다 작거나 클 수 있다.
실시 예는 발광 소자(120)의 하부에 프레임(111,113)의 돌출부(P1,P2)를 배치함으로써, 발광 소자(120)의 하면과 프레임(111,112) 사이의 간격, 발광 소자(120)과 몸체(113)의 상면 사이의 간격이, 돌출부가 없는 구조에 비해 더 이격될 수 있다. 이에 따라 제1수지(130) 및 제2수지(135)의 두께를 확보할 수 있어, 발광 소자(120)의 하부 접착력 및 지지력을 강화시켜 줄 수 있다. 또한 발광 소자(120)와 프레임(111,112) 사이의 간격이 더 이격되므로, 제2수지(135)의 두께를 증가시킬 수 있어 발광 소자(120)의 측면에서의 쇼트 문제를 방지할 수 있다. 또한 제2수지(135)에 의한 광 반사 효율이 개선될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 프레임(111,112)의 하부에 개구부를 더 배치하여, 몸체와의 결합을 강화시켜 줄 수 있다. 또한 프레임(111,112)의 하부에 단차진 구조를 배치하여, 몸체와의 결합을 강화시켜 주고 솔더의 퍼짐성을 조절할 수 있다.
도 10은 도 1의 발광 소자 패키지에서 프레임의 몸체 및 프레임의 변형 예이며, 도 11은 도 10의 구조를 도 1의 패키지에 적용한 측 단면도의 예이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 발광소자 패키지는, 제1 상부 리세스(R2)와 제2 상부 리세스(R3)를 포함할 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R2)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R2)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R2)는 상기 제1 돌출부(P1)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R2)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 본딩부(121)의 세 변에 인접하게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 상부 리세스(R2)는 상기 제1 본딩부(121)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
상기 제2 상부 리세스(R3)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 제2 상부 리세스(R3)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제2 상부 리세스(R3)는 상기 제2 돌출부(P2)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 상부 리세스(R3)는 상기 제2 상부 리세스(R3)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제2 본딩부(122)의 세 변에 인접하게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 상부 리세스(R3)는 상기 제2 본딩부(122)의 각 변을 따라 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 상부 리세스(R2)와 상기 제2 상부 리세스(R3)에는 제2수지(135)를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제1 상부 리세스(R2)와 상기 제2 상부 리세스(R3)에 제공될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제1,2 본딩부(121,122)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제1,2 상부 리세스(R2,R3)에 제공될 수 있으며, 상기 제1,2 본딩부(121,122)이 배치된 영역까지 연장되어 제공될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 반도체층(123)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1,2 상부 리세스(R2,R3)의 끝단으로부터 상기 발광소자(120)의 인접한 끝단까지의 거리는 200 마이크로 미터에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
상기 제2수지(135)는 상기 반도체층(123)의 측면에도 제공될 수 있다. 상기 제2수지(135)가 상기 반도체층(123)의 측면에 배치됨으로써 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)이 상기 반도체층(123)의 측면으로 이동하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2수지(135)가 상기 반도체층(123)의 측면에 배치될 때, 상기 반도체층(123)의 활성층 아래에 배치되도록 할 수 있고, 이에 따라 상기 발광소자(120)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
예로서, 상기 제2수지(135)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2수지(135)는 반사성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 TiO2 및/또는 Silicone을 포함하는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 상부 리세스(R2,R3)은 프레임(111,112) 및 몸체(113)의 상부 둘레를 따라 서로 연결될 수 있다. 이러한 상부 리세스(R2,R3) 상에 제2수지(135)가 배치될 수 있어, 상기 제1수지(130)과의 경계 면을 가지거나 서로 접촉될 수 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기로 한다. 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(110)가 제공될 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)는 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)은 제1 돌출부(P1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(112)은 제2 돌출부(P2)를 포함할 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)는 상기 몸체(113)에 제공된 리세스 또는/및 프레임들의 상부 리세스를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도전층(127,129)를 각 돌출부(P1,P2) 상에 형성한 후, 상기 발광 소자(120)의 제1,2본딩부(121,122)를 상기 돌출부(P1,P2)에 중첩되도록 정렬하여 부착하게 된다. 상기 제1 도전층(127은 상기 제1 본딩부(121)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(127)은 상기 제1 본딩부(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전층(129)은 상기 제2 본딩부(122)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(129)은 상기 제2 본딩부(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 도전층(127,129)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수도 있다. 상기 도전층(127,129)은 솔더 페이스트(solder paste) 또는 실버 페이스트(silver paste) 등을 통하여 형성될 수도 있다. 상기 도전층(127,129)은 상기 본딩부(121,122)를 구성하는 물질과 상기 프레임(111,112)을 구성하는 물질과의 화합으로 금속간 화합물층이 형성될 수 있다. 상기 금속간 화합물층으로 형성되는 합금층은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 도전층(127,129)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부(121,122) 또는 상기 프레임(111,112)로부터 제공될 수 있다.
도 13와 같이, 제2수지(135) 및 제1수지(130)가 형성된다. 제2수지(135) 및 제1수지(130)는 동일한 물질인 경우, 같은 공정으로 진행될 수 있고, 다른 공정으로 진해될 수 있다. 상기 제2수지(135) 및 제1수지(130)는 동일한 물질이거나 다른 물질일 수 있다. 상기 제2수지(135) 및 제1수지(130)는 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있으며, 제1프레임(111), 제2프레임(112) 및 몸체(113) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제2 프레임(112)과 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2수지(135)는 상기 제1 본딩부(121) 및 제1도전층(127)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 반도체층(123)의 아래에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제2수지(135)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 광을 반사하는 반사부일 수 있고, 예로서 TiO2 등의 반사 물질을 포함하는 수지일 수 있다. 상기 제2수지(135)는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제2수지(135) 및 제1수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2수지(135) 및 제1수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 프레임(111) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제2 프레임(112) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2수지(135) 및 제1수지(130)가 화이트 실리콘과 같은 반사 특성이 있는 물질을 포함하는 경우, 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120)로부터 제공되는 빛을 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 반사시켜 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 발광소자(120) 위에 몰딩부(140)가 제공될 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 상기 패키지 몸체(110)의 반사부(110A)에 의하여 제공된 캐비티(102)에 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 상기 제2수지(135) 위에 배치될 수 있다.
상기 몰딩부(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 몰딩부(140)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있고, 다층인 경우 어느 한 층은 형광체와 같은 불순물이 없을 수 있으며, 다른 한층은 형광체와 같은 불순물을 가질 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 돌출부(P1) 영역을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 돌출부(P2) 영역을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있고 이에 따라 상기 발광소자의 위치가 변할 수 있어, 상기 발광소자 패키지의 광학적, 전기적 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다. 그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 본딩부들은 돌출부 및 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 돌출부 및 도전층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다. 예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 발광소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 15를 도시함에 있어, 제1 본딩부(1171)와 제2 본딩부(1172) 아래에 배치되지만, 상기 제1 본딩부(1171)에 전기적으로 연결된 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 본딩부(1172)에 전기적으로 연결된 제2 서브전극(1142)이 보일 수 있도록 도시되었다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 도 16과 같이, 기판(1105) 위에 배치된 발광 구조물(1110)을 포함할 수 있다.
상기 기판(1105)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(1105)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(1110)은 제1 도전형 반도체층(1111), 활성층(1112), 제2 도전형 반도체층(1113)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(1112)은 상기 제1 도전형 반도체층(1111)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(1111) 위에 상기 활성층(1112)이 배치되고, 상기 활성층(1112) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(1113)이 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 투광성 전극층(1130)을 포함할 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다. 예로서, 상기 투광성 전극층(1130)은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)은 투광성의 물질을 포함할 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)은, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO (indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO, Pt, Ni, Au, Rh, Pd를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 반사층(1160)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(1160)은 제1 반사층(1161), 제2 반사층(1162), 제3 반사층(1163)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(1160)은 상기 투광성 전극층(1130) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 반사층(1162)은 상기 투광성 전극층(1130)을 노출시키는 제1 개구부(h1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 반사층(1162)은 상기 투광성 전극층(1130) 위에 배치된 복수의 제1 개구부(h1)를 포함할 수 있다. 상기 제1 반사층(1161)은 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상부 면을 노출시키는 복수의 제2 개구부(h2)를 포함할 수 있다.
상기 제3 반사층(1163)은 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제3 반사층(1163)은 상기 제1 반사층(1161)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 반사층(1163)은 상기 제2 반사층(1162)과 연결될 수 있다. 상기 제3 반사층(1163)은 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)에 물리적으로 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제3 반사층(1161)의 너비(W5)는 다른 본딩부(1161,1162)의 폭보다 작을 수 있다.
실시 예에 따른 상기 반사층(1160)은 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 접촉될 수 있다. 상기 반사층(1160)은 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)의 상부 면에 물리적으로 접촉될 수 있다.
상기 반사층(1160)은 절연성 반사층으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 반사층(1160)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 반사층(1160)은 ODR(Omni Directional Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 반사층(1160)은 DBR층과 ODR층이 적층되어 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 제1 서브전극(1141)과 제2 서브전극(1142)을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제2 개구부(h2) 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제1 도전형 반도체층(1111) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제2 도전형 반도체층(1113), 상기 활성층(1112)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(1111)의 일부 영역까지 배치되는 리세스 내에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 배치될 수 있다.
상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제1 반사층(1161)에 제공된 제2 개구부(h2)를 통하여 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 개구부(h2)와 상기 리세스는 수직으로 중첩할 수 있고 예로서, 상기 제1 서브전극(1141)은, 복수의 리세스 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제2 서브전극(1142)은 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 서브전극(1142)은 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 위에 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 서브전극(1142)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 사이에 상기 투광성 전극층(1130)이 배치될 수 있다.
상기 제2 서브전극(1142)은 상기 제2 반사층(1162)에 제공된 제1 개구부(h1)를 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 서브전극(1142)은, 복수의 P 영역에서 상기 투광성 전극층(1130)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 서브전극(1142)은, 복수의 P 영역에서 상기 제2 반사층(1162)에 제공된 복수의 제1 개구부(h1)를 통하여 상기 투광성 전극층(1130)의 상면에 직접 접촉될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 서로 극성을 가질 수 있고, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다. 도 16에서 영역 R11,R12,R13은 각 서브 전극의 영역별 중첩 영역을 구분하기 위해 나타낸다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 보호층(1150)을 포함할 수 있다. 상기 보호층(1150)은 상기 제2 서브전극(1142)을 노출시키는 복수의 제3 개구부(h3)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제3 개구부(h3)는 상기 제2 서브전극(1142)에 제공된 복수의 PB 영역에 대응되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 보호층(1150)은 상기 제1 서브전극(1141)을 노출시키는 복수의 제4 개구부(h4)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제4 개구부(h4)는 상기 제1 서브전극(1141)에 제공된 복수의 NB 영역에 대응되어 배치될 수 있다. 상기 보호층(1150)은 상기 반사층(1160) 위에 배치될 수 있다. 상기 보호층(1150)은 상기 제1 반사층(1161), 상기 제2 반사층(1162), 상기 제3 반사층(1163) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 보호층(1150)은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(1150)은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 상기 보호층(1150) 위에 배치된 제1 본딩부(1171)와 제2 본딩부(1172)를 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩부(1171)는 상기 제1 반사층(1161) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(1172)는 상기 제2 반사층(1162) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(1172)는 상기 제1 본딩부(1171)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(1171)는 복수의 NB 영역에서 상기 보호층(1150)에 제공된 복수의 상기 제4 개구부(h4)를 통하여 상기 제1 서브전극(1141)의 상부 면에 접촉될 수 있다. 상기 복수의 NB 영역은 상기 제2 개구부(h2)와 수직으로 어긋나도록 배치될 수 있다. 상기 복수의 NB 영역과 상기 제2 개구부(h2)가 서로 수직으로 어긋나는 경우, 상기 제1 본딩부(1171)로 주입되는 전류가 상기 제1 서브전극(1141)의 수평 방향으로 골고루 퍼질 수 있고, 따라서 상기 복수의 NB 영역에서 전류가 골고루 주입될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩부(1172)는 복수의 PB 영역에서 상기 보호층(1150)에 제공된 복수의 상기 제3 개구부(h3)를 통하여 상기 제2 서브전극(1142)의 상부 면에 접촉될 수 있다. 상기 복수의 PB 영역과 상기 복수의 제1 개구부(h1)가 수직으로 중첩되지 않도록 하는 경우 상기 제2 본딩부(1172)로 주입되는 전류가 상기 제2 서브전극(1142)의 수평 방향으로 골고루 퍼질 수 있고, 따라서 상기 복수의 PB 영역에서 전류가 골고루 주입될 수 있다. 복수의 영역을 통해 전원이 공급될 수 있으므로, 접촉 면적 증가 및 접촉 영역의 분산에 따라 전류 분산 효과가 발생되고 동작전압이 감소될 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 상기 발광 구조물(1110)의 활성층(1112)에서 발광되는 빛을 반사시켜 제1 서브전극(1141)과 제2 서브전극(1142)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다. 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다. 또한, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 ODR층으로 제공될 수도 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 DBR층과 ODR층이 적층된 일종의 하이브리드(hybrid) 형태로 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자가 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 발광소자 패키지로 구현되는 경우, 상기 발광 구조물(1110)에서 제공되는 빛은 상기 기판(1105)을 통하여 방출될 수 있다. 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)에서 반사되어 상기 기판(1105) 방향으로 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은 상기 발광 구조물(1110)의 측면 방향으로도 방출될 수 있다. 또한, 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면 중에서, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에 따른 발광소자(1100)는 상기 발광 구조물(1110)을 둘러싼 6면 방향으로 빛을 방출할 수 있게 되며, 광도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 발광소자(1100)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합은, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적의 60%에 비해 같거나 작게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적은 상기 발광 구조물(1110)의 제1 도전형 반도체층(1111)의 하부 면의 가로 길이 및 세로 길이에 의하여 정의되는 면적에 대응될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적은 상기 기판(1105)의 상부 면 또는 하부 면의 면적에 대응될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 60%에 비해 같거나 작게 제공되도록 함으로써, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면으로 방출되는 빛의 양이 증가될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(1100)의 6면 방향으로 방출되는 빛의 양이 많아지게 되므로 광 추출 효율이 향상되고 광도(Po)가 증가될 수 있게 된다.
또한, 상기 발광소자(1100)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 본딩부(1171)의 면적과 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합은 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30%에 비해 같거나 크게 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30%에 비해 같거나 크게 제공되도록 함으로써, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)를 통하여 안정적인 실장이 수행될 수 있고, 상기 발광소자(1100)의 전기적인 특성을 확보할 수 있게 된다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 광 추출 효율 및 본딩의 안정성 확보를 고려하여, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상이고 60% 이하로 선택될 수 있다.
즉, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상 내지 100% 이하인 경우, 상기 발광소자(1100)의 전기적 특성을 확보하고, 발광소자 패키지에 실장되는 본딩력을 확보하여 안정적인 실장이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 0% 초과 내지 60% 이하인 경우, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면으로 방출되는 광량이 증가하여 상기 발광소자(1100)의 광추출 효율이 향상되고, 광도(Po)가 증가될 수 있다.
실시 예에서는 상기 발광소자(1100)의 전기적 특성과 발광소자 패키지에 실장되는 본딩력을 확보하고, 광도를 증가시키기 위해, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상 내지 60% 이하로 선택하였다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제3 반사층(1163)이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제3 반사층(1163)의 상기 발광소자(1100)의 장축 방향에 따른 길이는 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이의 간격에 대응되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 반사층(1163)의 면적은 예로서 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 10% 이상이고 25% 이하로 제공될 수 있다.
상기 제3 반사층(1163)의 면적이 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 10% 이상일 때, 상기 발광소자의 하부에 배치되는 패키지 몸체가 변색되거나 균열의 발생을 방지할 수 있고, 25% 이하일 경우 상기 발광소자의 6면으로 발광하도록 하는 광추출효율을 확보하기에 유리하다.
또한, 다른 실시 예에서는 이에 한정하지 않고 상기 광추출효율을 더 크게 확보하기 위해 상기 제3 반사층(1163)의 면적을 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 0% 초과 내지 10% 미만으로 배치할 수 있고, 상기 패키지 몸체에 변색 또는 균열의 발생을 방지하는 효과를 더 크게 확보하기 위해 상기 제3 반사층(1163)의 면적을 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 25% 초과 내지 100% 미만으로 배치할 수 있다.
또한, 상기 발광소자(1100)의 장축 방향에 배치된 측면과 이웃하는 상기 제1 본딩부(1171) 또는 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 제공된 제2 영역으로 상기 발광 구조물(1110)에서 생성된 빛이 투과되어 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광소자(1100)의 단축 방향에 배치된 측면과 이웃하는 상기 제1 본딩부(1171) 또는 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 제공된 제3 영역으로 상기 발광구조물에서 생성된 빛이 투과되어 방출될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)의 크기는 상기 제1 본딩부(1171)의 크기에 비하여 수 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사층(1161)의 면적은 상기 제1 본딩부(1171)의 면적을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 제공될 수 있다. 공정 오차를 고려할 때, 상기 제1 반사층(1161)의 한 변의 길이는 상기 제1 본딩부(1171)의 한 변의 길이에 비해 예로서 4 마이크로 미터 내지 10 마이크로 미터 정도 더 크게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 반사층(1162)의 크기는 상기 제2 본딩부(1172)의 크기에 비하여 수 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 반사층(1162)의 면적은 상기 제2 본딩부(1172)의 면적을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 제공될 수 있다. 공정 오차를 고려할 때, 상기 제2 반사층(1162)의 한 변의 길이는 상기 제2 본딩부(1172)의 한 변의 길이에 비해 예로서 4 마이크로 미터 내지 10 마이크로 미터 정도 더 크게 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)에 의하여, 상기 발광 구조물(1110)로부터 방출되는 빛이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)에 입사되지 않고 반사될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광 구조물(1110)에서 생성되어 방출되는 빛이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)에 입사되어 손실되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제3 반사층(1163)이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 배치되므로, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이로 방출되는 빛의 양을 조절할 수 있게 된다.
앞에서 설명된 바와 같이, 실시 예에 따른 발광소자(1100)는 예를 들어 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 발광소자 패키지 형태로 제공될 수 있다. 이때, 발광소자(1100)가 실장되는 패키지 몸체가 수지 등으로 제공되는 경우, 상기 발광소자(1100)의 하부 영역에서, 상기 발광소자(1100)로부터 방출되는 단파장의 강한 빛에 의하여 패키지 몸체가 변색되거나 균열이 발생될 수 있다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 영역 사이로 방출되는 빛의 양을 조절할 수 있으므로, 상기 발광소자(1100)의 하부 영역에 배치된 패키지 몸체가 변색되거나 균열되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩부(1171), 상기 제2 본딩부(1172), 상기 제3 반사층(1163)이 배치된 상기 발광소자(1100)의 상부 면의 20% 이상 면적에서 상기 발광 구조물(1110)에서 생성된 빛이 투과되어 방출될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(1100)의 6면 방향으로 방출되는 빛의 양이 많아지게 되므로 광 추출 효율이 향상되고 광도(Po)가 증가될 수 있게 된다. 또한, 상기 발광소자(1100)의 하부 면에 근접하게 배치된 패키지 몸체가 변색되거나 균열되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 실시 예예 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 투광성 전극층(1130)에 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)이 제공될 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 상기 반사층(1160)이 접착될 수 있다. 상기 반사층(1160)이 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 직접 접촉될 수 있게 됨으로써, 상기 반사층(1160)이 상기 투광성 전극층(1130)에 접촉되는 것에 비하여 접착력이 향상될 수 있게 된다.
상기 반사층(1160)이 상기 투광성 전극층(1130)에만 직접 접촉되는 경우, 상기 반사층(1160)과 상기 투광성 전극층(1130) 간의 결합력 또는 접착력이 약화될 수도 있다. 예를 들어, 절연층과 금속층이 결합되는 경우, 물질 상호 간의 결합력 또는 접착력이 약화될 수도 있다.
예로서, 상기 반사층(1160)과 상기 투광성 전극층(1130) 간의 결합력 또는 접착력이 약한 경우, 두 층 간에 박리가 발생될 수 있다. 이와 같이 상기 반사층(1160)과 상기 투광성 전극층(1130) 사이에 박리가 발생되면 발광소자(1100)의 특성이 열화될 수 있으며, 또한 발광소자(1100)의 신뢰성을 확보할 수 없게 된다.
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 반사층(1160)이 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 직접 접촉될 수 있으므로, 상기 반사층(1160), 상기 투광성 전극층(1130), 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 간의 결합력 및 접착력이 안정적으로 제공될 수 있게 된다.
따라서, 실시 예에 의하면, 상기 반사층(1160)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 간의 결합력이 안정적으로 제공될 수 있으므로, 상기 반사층(1160)이 상기 투광성 전극층(1130)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 반사층(1160)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 간의 결합력이 안정적으로 제공될 수 있으므로 발광소자(1100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 투광성 전극층(1130)에 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)이 제공될 수 있다. 상기 활성층(1112)으로부터 발광된 빛은 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)을 통해 상기 반사층(1160)에 입사되어 반사될 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 활성층(1112)에서 생성된 빛이 상기 투광성 전극층(1130)에 입사되어 손실되는 것을 감소시킬 수 있게 되며 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면 광도가 향상될 수 있게 된다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 하나 또는 복수개가 회로 기판에 배치되어 광원 장치에 적용될 수 있다. 또한, 광원 장치는 산업 분야에 따라 표시 장치, 조명 장치, 헤드 램프 등을 포함할 수 있다.
광원 장치의 예로, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 위에 배치되는 반사판과, 광을 방출하며 발광 소자를 포함하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다. 또한, 표시 장치는 컬러 필터를 포함하지 않고, 적색(Red), 녹색(Gren), 청색(Blue) 광을 방출하는 발광 소자가 각각 배치되는 구조를 이룰 수도 있다.
광원 장치의 또 다른 예로, 헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광소자 패키지를 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈, 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
광원 장치의 다른 예인 조명 장치는 커버, 광원 모듈, 방열체, 전원 제공부, 내부 케이스, 소켓을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 광원 장치는 부재와 홀더 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시 예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 특허청구범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 패키지 몸체
111 제1 프레임
112 제2 프레임
113 몸체
120 발광소자
121 제1 본딩부
122 제2 본딩부
123 반도체층
124 기판
130 제1수지
135 수지부
127,129 도전층
R2,R3 상부 리세스

Claims (12)

  1. 서로 이격되어 배치된 제1 및 제2 프레임;
    상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체;
    하부에 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 및
    상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지;를 포함하고,
    상기 제1프레임은 상기 발광소자의 제1본딩부에 대면되며 상기 제1본딩부를 향해 돌출되는 제1돌출부를 포함하며,
    상기 제2프레임은 상기 발광소자의 제2본딩부에 대면되며 상기 제2본딩부를 향해 돌출되는 제2돌출부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2돌출부는, 상부 영역의 둘레에 경사진 측면 또는 곡면을 가지고,
    상기 제1프레임과 상기 제1돌출부의 경사진 측면 또는 곡면 사이에 배치되는 제1도전층 및 상기 제2프레임과 상기 제2돌출부의 경사진 측면 또는 곡면 사이에 배치되는 제2도전층을 포함하며,
    상기 제1 및 제2돌출부는 상기 제1 및 제2 본딩부와 대면하는 상부 영역에 수평한 평면을 가지며,
    상기 제1 및 제2돌출부의 상부 영역은 상기 제1 및 제2 본딩부와 접촉하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2돌출부의 수평한 평면의 면적 합은 상기 발광소자의 하면 면적 합보다 작고,
    상기 제1,2본딩부의 하면 면적 각각은 상기 제1,2돌출부의 상부 영역 각각의 면적보다 큰 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1돌출부에서 상부 영역은 제1방향의 폭이 제2방향의 길이보다 작고,
    상기 발광 소자는 상기 제1방향의 길이가 제2방향의 길이보다 크며,
    상기 제2방향은 상기 제1방향과 직교하며,
    상기 제1,2돌출부의 상부 영역과 상기 몸체 사이의 최단 거리는 상기 제1,2돌출부의 상부 영역의 제1방향의 폭과 동일한 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1,2돌출부의 상부 영역에서 제1방향의 폭은 상기 제1 및 제2프레임의 두께와 동일하며,
    상기 제1,2프레임은 하면에 상기 제1 및 제2 프레임의 상면을 향하는 제3방향으로 오목한 오목부를 가지며, 상기 오목부는 상기 제1,2돌출부와 상기 제3 방향으로 중첩되고, 상기 제1,2돌출부의 높이는 상기 오목부의 깊이와 동일한 발광소자 패키지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2프레임 상에 제2수지를 포함하며,
    상기 제1수지 및 제2수지는 상기 제1,2돌출부의 둘레에 배치된 상기 제1,2도전층에 접촉되며,
    상기 몸체 및 상기 제1,2프레임 중 적어도 하나는 리세스 또는 개구부를 포함하며,
    상기 제1,2프레임의 두께는 120 내지 300 마이크로 미터의 범위를 갖는 발광소자 패키지.
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KR1020170112124A 2017-09-01 2017-09-01 발광소자 패키지 및 광원 장치 KR102388285B1 (ko)

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