KR102388371B1 - Semiconductor device package - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체소자패키지는 캐비티를 포함하는 반사 부재; 상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자; 상기 반사 부재와 상기 반도체 소자의 측면 사이에 배치되는 투광부재; 및 상기 반도체 소자의 상면과 상기 투광부재 상면에 배치되는 파장변환층;을 포함하고, 상기 투광부재의 상면에 배치되는 파장변환층의 상면은 곡률부를 포함하고, 상기 투광부재 경사면의 최저점은 상기 곡률부의 최저점보다 상기 반도체소자 측면과 가까이 배치될 수 있다.
본 발명에 의한 반도체소자 패키지를 통해 반도체소자의 광추출효율을 향상시킬 수 있다.A semiconductor device package according to the present invention includes a reflective member including a cavity; a semiconductor device disposed in the cavity; a light-transmitting member disposed between the reflective member and a side surface of the semiconductor device; and a wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the semiconductor element and the upper surface of the light transmitting member, wherein the upper surface of the wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the light transmitting member includes a curvature, and the lowest point of the inclined surface of the light transmitting member is the curvature It may be disposed closer to a side surface of the semiconductor device than a negative lowest point.
Through the semiconductor device package according to the present invention, it is possible to improve the light extraction efficiency of the semiconductor device.
Description
본 발명은 반도체 소자 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device package.
3-5족 또는 2-6족 등의 화합물 반도체 물질 이용한 발광다이오드(Lignt Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 색을 조절함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안정성, 환경 친화성의 장점을 가진다.Light emitting devices such as Light Emitting Diodes and Laser Diodes using compound semiconductor materials such as Groups 3-5 or 2-6 are red, green, blue and ultraviolet rays through the development of thin film growth technology and device materials. It is possible to implement various colors, such as fluorescent materials or by adjusting the color, so that white light with good efficiency can be realized. It has the advantage of environmental friendliness.
따라서, 반도체소자는 광통신 수단의 통신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL : Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광다이오드 백라이트, 형광등이나 백열전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 가스(Gas) 나 화재를 감지하는 센서, 의료용 기기 등 응용이 확대되고 있으며, 최근에는 반도체소자의 광속, 광추출효율 등을 개선하기 위한 반도체소자패키지의 구조에 대한 다양한 개발이 이루어지고 있다.Therefore, the semiconductor device is a communication module of optical communication means, a light emitting diode backlight that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting the backlight of a liquid crystal display (LCD) display device, a fluorescent lamp or an incandescent light bulb. The application of white light emitting diode lighting devices, automobile headlights and traffic lights, sensors that detect gas or fire, and medical devices is expanding. Various developments are being made on the structure of
본 발명은 광속을 향상시킨 반도체소자패키지를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a semiconductor device package with improved luminous flux.
본 발명에 따른 반도체소자패키지는 캐비티를 포함하는 반사 부재; 상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자; 상기 반사 부재와 상기 반도체 소자의 측면 사이에 배치되는 투광부재; 및 상기 반도체 소자의 상면과 상기 투광부재 상면에 배치되는 파장변환층;을 포함하고, 상기 투광부재의 상면에 배치되는 파장변환층의 상면은 곡률부를 포함하고, 상기 투광부재 경사면의 최저점은 상기 곡률부의 최저점보다 상기 반도체소자 측면과 가까이 배치될 수 있다.A semiconductor device package according to the present invention includes a reflective member including a cavity; a semiconductor device disposed in the cavity; a light-transmitting member disposed between the reflective member and a side surface of the semiconductor device; and a wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the semiconductor device and the upper surface of the light transmitting member, wherein an upper surface of the wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the light transmitting member includes a curvature, and the lowest point of the inclined surface of the light transmitting member is the curvature It may be disposed closer to a side surface of the semiconductor device than a negative lowest point.
또한, 상기 투광부재의 상면은 상기 파장변환층 상면의 곡률부에 대응하는 곡률을 가질 수 있다..In addition, the upper surface of the light transmitting member may have a curvature corresponding to the curvature of the upper surface of the wavelength conversion layer.
또한, 상기 투광부재 상면에 배치되는 파장변환층의 저면은 상기 투광부재 상면의 곡률에 대응하는 곡률을 가질 수 있다.In addition, a lower surface of the wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the light transmitting member may have a curvature corresponding to the curvature of the upper surface of the light transmitting member.
또한, 상기 파장변환층의 상면은 상기 반도체 소자의 상에 배치되는 제1 영역 및 상기 투광부재 상에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2영역의 폭은 0mm 초과 내지 4mm 이하일 수 있다.In addition, the upper surface of the wavelength conversion layer may include a first region disposed on the semiconductor device and a second region disposed on the light-transmitting member, and the width of the second region may be greater than 0 mm to 4 mm or less.
또한, 상기 제2영역은 곡률부의 곡선에 근사한 원의 반지름인 곡률반지름을 포함하고, 상기 곡률반지름은 상기 제2영역의 수평방향 폭에 대비하여 0.5 이상 내지 1.75 이하일 수 있다. In addition, the second region may include a radius of curvature that is a radius of a circle approximate to the curve of the curvature, and the radius of curvature may be 0.5 to 1.75 or less compared to a horizontal width of the second region.
또한, 상기 투광부재 상면이 포함하는 곡률부는 지지부재에 대하여 오목하거나 볼록한 곡률을 가질 수 있다.In addition, the curvature included in the upper surface of the light transmitting member may have a concave or convex curvature with respect to the support member.
또한, 상기 파장변환층이 포함하는 곡률부는 상기 투광부재 상면이 포함하는 곡률부와 같은 방향 및 같은 크기의 곡률을 가질 수 있다.In addition, the curvature portion included in the wavelength conversion layer may have a curvature in the same direction and the same size as the curvature portion included in the upper surface of the light transmitting member.
또한, 상기 반사부재는 상면과 저면 사이에 경사면, 상면과 경사면 사이에 단차부를 포함하고, 상기 단차부의 두께는 상기 파장변환층의 두께 대비 0.2 이상 내지 5.0 이하일 수 있다.In addition, the reflective member may include an inclined surface between the upper surface and the bottom surface and a step portion between the upper surface and the inclined surface, and the thickness of the step portion may be 0.2 to 5.0 or less compared to the thickness of the wavelength conversion layer.
또한, 상기 반사부재의 경사면은 40도 이상 내지 50도 이하의 각도를 가질 수 있다.In addition, the inclined surface of the reflective member may have an angle of 40 degrees or more to 50 degrees or less.
또한, 상기 반도체소자는 지지부재 상에 배치되고, 상기 지지부재는 상기 반도체 소자 및 상기 반사부재와 접하는 영역을 포함하고,상기 반도체 소자와 지지부재가 접하는 영역과 상기 지지부재와 반사부재가 접하는 영역 사이의 이격 거리는 0mm 이상 내지 1mm 이하일 수 있다.In addition, the semiconductor device is disposed on a support member, and the support member includes a region in contact with the semiconductor device and the reflective member, a region in contact with the semiconductor device and the support member and a region in contact between the support member and the reflective member The distance between them may be 0 mm or more and 1 mm or less.
본 발명에 의한 반도체소자 패키지를 통해 반도체소자의 광추출효율을 향상시킬 수 있다.Through the semiconductor device package according to the present invention, it is possible to improve the light extraction efficiency of the semiconductor device.
또한, 본 발명을 통해 반도체소자의 광속이 향상될 수 있다.In addition, the luminous flux of the semiconductor device may be improved through the present invention.
도 1은 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 상면을 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 A-A'방향으로 절단한 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 파장변환층이 포함하는 제1영역 및 제2영역을 도시한 것이다.
도 4는 서로 다른 곡률반지름을 포함하는 제1실시예에 따른 반도체소자 패키지를 도시한 것이다.
도 5는 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 x-ray 사진이다.
도 6은 제2실시예에 따른 반도체소자의 상면을 도시한 것이다.
도 7은 도 4에서 I-I' 방향으로 절단한 제2실시예에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 8은 실시예에 따른 광원 장치의 분해 사시도이다.1 illustrates a top surface of a semiconductor device package according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device package according to the first embodiment cut in the direction A-A' in FIG. 1 .
3 illustrates a first region and a second region including the wavelength conversion layer of the semiconductor device package according to the first embodiment.
4 illustrates a semiconductor device package according to the first embodiment including different radii of curvature.
5 is an x-ray photograph of the semiconductor device package according to the first embodiment.
6 is a view showing a top surface of a semiconductor device according to a second embodiment.
7 is a cross-sectional view of the semiconductor device package according to the second embodiment cut in the direction II' in FIG. 4 .
8 is an exploded perspective view of a light source device according to an embodiment.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 패턴들의 “상/위(On)” 에 또는 “하/아래(Under)” 에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.The above-described object and technical configuration of the present invention and details regarding the operational effects thereof will be more clearly understood by the following detailed description. In the description of the present invention, each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under/under” the substrate, each layer (film), region, pattern or patterns. The description of being formed on ” includes all those formed directly or through another layer. The standards for the upper/above or lower/lower layers of each layer will be described with reference to the drawings.
본 실시예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시예로 한정되는 것은 아니다.The present embodiments may be modified in other forms or various embodiments may be combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each embodiment described below.
특정 실시예에서 설명된 사항이 다른 실시예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.Even if a matter described in a specific embodiment is not described in another embodiment, it may be understood as a description related to another embodiment unless a description contradicts or contradicts the matter in the other embodiment.
예를 들어, 특정 실시예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시예에서 구성 B 에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if a feature is described for configuration A in one embodiment and a feature for configuration B is described in another embodiment, the opposite or contradictory description is provided even if the embodiment in which configuration A and configuration B are combined is not explicitly described. Unless otherwise indicated, it should be understood as belonging to the scope of the present invention.
이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.Terms such as first, second, etc. used below are merely identification symbols for distinguishing the same or corresponding components, and the same or corresponding components are not limited by terms such as first and second.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. “포함한다” 또는 “가진다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자. 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Terms such as “comprising” or “having” are features and numbers described in the specification. It is to be construed that one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof may be added to indicate that there is a step, action, component, part, or combination thereof. can
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 제1실시예에 따른 반도체소자 패키지(100)의 상면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1를 A-A'방향으로 절단한 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 단면도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a top view of a semiconductor device package 100 according to a first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device package according to the first embodiment taken in the direction A-A' of FIG. 1 . did it
도 2에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 반도체소자패키지는 지지부재(10) 반도체소자(20), 투광부재(40), 반사부재(30) 및 파장변환층(50)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the semiconductor device package according to the first embodiment includes a
지지부재(10)는 금속 또는 캐리어기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 지지부재(10)는 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체기판(예 ; Si, Ge, GaN, GaAS, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The
반도체소자(20)는 상기 지지부재(10) 상에 배치될 수 있다.The
상기 반도체소자(20)는 발광소자, 수광소자 등 각종 전자소자를 포함할 수 있으며, 상기 발광소자는 UV 발광소자 또는 청색 발광소자 일 수 있다.The
상기 발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드갭에 의해서 결정되며, 자외선 대역부터 가시광석 대역의 파장 범위 내에서 발광할 수 있다.The light emitting device emits light by recombination of electrons and holes, and the wavelength of this light is determined by an energy band gap inherent in a material, and may emit light within a wavelength range from an ultraviolet band to a visible ray band.
상기 반도체소자는 플립칩(flip chip)형태의 반도체일 수 있다.The semiconductor device may be a flip chip semiconductor.
상기 반사부재(30)는 반도체소자(20)의 측면광을 반사하며, 반사된 광은 다시 반도체소자(20)로 유입되거나 파장변환층(50)의 일면으로 출사될 수 있다.The
상기 반사부재(30)는 에폭시 수지, 폴리이미드수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The
상기 반사부재(30)는 반사물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 반사물질은 TiO2 또는 SiO2일 수 있다.The
반사부재(30)는 캐비티(cavity)를 포함할 수 있고, 상기 캐비티(cavity) 내에 상기 반도체소자(20)가 배치될 수 있다. The
상기 반사부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 측면과 가까운 제1측면, 상기 제1측면과 마주보는 제2측면을 포함할 수 있다. 상기 제1측면 또는 상기 제2측면은 상기 지지부재(10)의 상면에 대해 경사면을 가질 수 있고, 투광부재(40)는 상기 제1측면과 상기 반도체소자(20)의 측면 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제1측면의 경사면(S)에 대응되는 경사면(S)을 포함할 수 있다. The
반사부재(30)가 포함하는 제1측면의 경사면(S)을 통해 반도체소자(20)의 측면에서 방출된 광이 반사되어 광 추출 효율이 증가할 수 있다. The light emitted from the side of the
상기 제1측면의 경사면의 각도()는 상기 지지부재(10)의 상면에 대하여 40도 이상 내지 50도 이하의 각도를 가질 수 있다.The angle of the inclined surface of the first side ( ) may have an angle of 40 degrees or more to 50 degrees or less with respect to the upper surface of the
상기 경사면의 각도()가 상기 지지부재(10) 상면에 대하여 각도가 40도 이상일 때, 상기 반도체소자(20)의 측면에서 방출되는 광이 제1측면의 경사면에서 발생하는 광의 굴절로 인해 투광부재(40)내에서 확산되고, 상기 확산된 광이 파장변환층(50)으로 입사되어, 상기 반도체소자패키지(100)의 광 출력면적에서 광 세기의 균일도를 향상시킬 수 있다.The angle of the slope ( ) when the angle with respect to the upper surface of the
상기 반도체소자(20)의 측면으로 방출되는 광은 반사부재(30)에서 반사되어 상기 반도체소자패키지(100)의 상면으로 방출될 수 있는데, 이 때 상기 반사부재(30)와 상기 반도체소자패키지의 상면 사이의 광 경로는 상기 경사면의 각도()에 의존할 수 있다. 따라서 광 경로를 단축하여 광이 흡수될 수 있는 확률을 낮추고, 상기 광 세기의 균일도를 확보하기 위해서 상기 경사면의 각도()는 상기 지지부재(10) 상면에 대하여 각도가 50도 이하일 수 있다.The light emitted to the side of the
상기 반사부재(30)는 상면과 상기 경사면(S) 사이에 단차부(60)를 포함할 수 있고, 상기 단차부(60)는 상기 파장변환층(50)의 가장자리에 배치되어, 상기 파장변환층(50)을 견고하게 고정할 수 있다. The
상기 단차부의 두께(d)는 상기 파장변환층의 두께(I)의 0.2 이상 내지 5.0 이하의 두께를 가질 수 있다.The thickness (d) of the step portion may have a thickness of 0.2 to 5.0 or more of the thickness (I) of the wavelength conversion layer.
상기 단차부의 두께(d)가 0.2 이상일 경우, 상기 파장변환층(50)을 견고하게 고정할 수 있어, 상기 반도체소자패키지의 신뢰성을 확보할 수 있다. When the thickness d of the step portion is 0.2 or more, the
또한, 상기 반도체소자패키지의 신뢰성과 더불어 상기 반도체소자패키지의 공정수율을 확보하고, 상기 반도체 소자 패키지의 원가를 절감하기 위해 상기 단차부의 두께(d)는 5.0 이하일 수 있다.In addition, in order to secure the reliability of the semiconductor device package, as well as the process yield of the semiconductor device package, and reduce the cost of the semiconductor device package, the thickness d of the step portion may be 5.0 or less.
상기 반사부재의 두께(H)는 상기 반도체소자(20)의 두께와 단차부(60)의 두께(d)의 합에 대응되는 두께일 수 있다.The thickness H of the reflective member may be a thickness corresponding to the sum of the thickness of the
반도체소자(20)의 두께와 단차부(60)의 높이(d)에 따라 상기 반사부재(40)의 두께는 조절될 수 있다.The thickness of the
상기 반사부재(30)의 두께는 80um 이상 내지 350um 이하일 수 있다. The thickness of the
상기 반사부재(30)의 두께가 80um 이상일 경우, 반도체소자(20)의 측면에서 방출된 광이 파장변환층(50)으로 충분히 반사되어 광추출효율을 확보할 수 있다. 광추출효율과 더불어, 반도체소자패키지의 공정마진을 확보하기 위해 상기 반사부재(40)의 두께는 350um 이하일 수 있다. When the thickness of the
또한, 상기 반사부재(30)의 두께가 80um 이상 내지 350um 이하일 때 상기 제1 측면의 경사면이 상기 지지부재(10)의 상면과 이루는 각도(를 조절할 수 있어 상기 반도체 소자 패키지의 광도를 향상시키고, 지향각을 자유롭게 제어할 수 있다.In addition, when the thickness of the
투광부재(40)는 상기 반사부재(30)의 경사면과 상기 반도체소자(20)의 측면 사이에 배치될 수 있다.The
상기 투광부재(40)는 상기 반도체소자(20)의 측면인 4면에 배치될 수 있고, 상기 반사부재(30)와 반도체 소자(20) 사이에 배치되어 상기 반도체 소자(20)를 둘러싸며 배치될 수 있다.The
상기 투광부재(40)는 상기 반도체소자(20)의 굴절률과 다른 굴절률을 가질 수 있고, 상기 투광부재(40)의 굴절률은 상기 반도체소자(20)의 굴절률 이하의 굴절률을 가질 수 있다.The light-transmitting
따라서 상기 반도체소자패키지에서 외부로 방출되는 광의 추출효율을 향상시킬 수 있다. Therefore, it is possible to improve the extraction efficiency of the light emitted to the outside from the semiconductor device package.
상기 투광부재(40)는 에폭시수지, 실리콘수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The
상기 투광부재(40)의 상면은 곡률부를 포함할 수 있고, 상기 곡률부는 상기 지지부재(10) 상면에 대하여 오목한 곡률을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The upper surface of the
상기 투광부재(40)의 곡률부의 곡률과 파장변환층(50)의 곡률부와 같은 곡률의 크기 및 같은 곡률의 방향을 가질 수 있다.The curvature of the curvature of the
상기 투광부재(40)는 상기 반사부재(30)의 제1측면의 경사면(S)에 대응되는 경사면(S)을 포함할 수 있다,. 상기 투광부재의 경사면과 상기 반사부재 경사면은 서로 같은 것을 지칭할 수 있고, 상기 투광부재 경사면의 최저점(a)은 상기 반사부재 경사면의 최저점과 같을 수 있다. The
상기 투광부재(40) 경사면의 최저점(a)은 상기 곡률부의 최저점(b)과 대비하여 반도체소자(20) 측면과 가까울수록 상기 반도체소자(20)의 측면에서 방출되는 광이 반사부재(30)에서 반사되는 광 경로가 단축되어 광손실이 발생할 수 있는 경로가 단축될 수 있다. 따라서 더 많은 광이 반도체소자(20)의 일면으로 반사될 수 있으므로 광 추출특성을 확보할 수 있고, 상기 투광부재 경사면의 최저점(a)이 상기 곡률부의 최저점(b)과 대비하여 반도체소자(20)의 반대방향으로 멀어질수록 상기 투광부재(40)를 배치하는 공정마진을 확보할 수 있다.The lowest point (a) of the inclined surface of the
또한, 상기 투광부재(40) 경사면의 최저점(a)은 상기 곡률부의 최저점(b)와 대비하여 반도체소자(20) 측면과 가까울수록 광추출특성을 확보함과 동시에 상기 투광부재(40) 경사면의 각도에 따라 광세기의 균일도를 확보할 수 있고, 상기 투광부재(40) 경사면의 최저점(a)은 상기 곡률부의 최저점(b)와 대비하여 반도체소자(20) 반대방향으로 멀어질수록 상기 투광부재(40)를 배치하는 공정마진을 확보함과 동시에 상기 투광부재(40) 경사면의 각도에 따라 광 세기의 균일도를 확보할 수 있다.In addition, as the lowest point (a) of the inclined surface of the light-transmitting
한편, 상기 지지부재(10)는 상기 반도체소자 및 상기 반사부재(30)와 접하는 영역을 포함하고, 상기 반도체소자와 지지부재(10)가 접하는 영역과 상기 지지부재(10)와 반사부재(30)가 접하는 영역 사이의 이격 거리(l)는 0mm 이상 내지 1mm 이하일 수 있다.On the other hand, the
상기 이격 거리(l)가 0mm 이상인 경우 반도체소자(20)의 측면광이 투광부재(40)로 입사되는 광량이 증가하여 반도체소자(20)의 광학적 특성을 확보할 수 있다.When the separation distance l is 0 mm or more, the amount of light incident to the light-transmitting
또한, 상기 반도체소자(20)의 광학적 특성뿐 만 아니라 상기 투광부재(40)를 배치하는 공정의 수율을 확보하기 위해 상기 이격 거리(l)는 1mm 이하일 수 있다.In addition, in order to secure the yield of the process of disposing the light-transmitting
이에 그치지 않고, 상기 반도체소자와 지지부재(10)가 접하는 영역과 상기 지지부재(10)와 반사부재(30)가 접하는 영역 사이의 이격 거리(l)를 통해 상기 투광부재 경사면의 최저점(a)은 상기 곡률부의 최저점(b)과 대비하여 반도체소자의 방향 또는 반대방향으로 배치될 수 있고, 이에 따라 이격거리(l)를 통한 효과뿐만 아니라 반도체소자패키지의 광추출특성 및 투광부재 배치 공정의 마진을 확보할 수 있다.Not only this, the lowest point (a) of the inclined surface of the light transmitting member through the separation distance (l) between the region in which the semiconductor device and the
파장변환층(50)은 상기 반도체소자(20)의 상면 및 투광부재(40)의 상면에 배치되며, 파장변환물질을 포함할 수 있다.The
상기 파장변환층(50)은 반도체소자(20)에서 상기 파장변환층(50)으로 입사된 광이 외부로 방출되는 경우 상기 파장변환층(50)에서 외부로 방출되는 광의 파장을 변환할 수 있다.The
상기 파장변환층(50)은 파장변환물질이 함유된 고분자 수지로 이루어질 수 있다.The
상기 고분자 수지는 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The polymer resin may include, but is not limited to, at least one of a permeable epoxy resin, a silicone resin, a polyimide resin, a urea resin, and an acrylic resin.
상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다. 상기 파장변환물질은 황화물계, 산화물계 또는 질화물계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 형광체는 사용자가 원하는 색을 구현하기 위해 다양하게 선택될 수 있다. The wavelength conversion material may be a phosphor. The wavelength conversion material may include at least one of a sulfide-based compound, an oxide-based compound, or a nitride-based compound, but is not limited thereto. The phosphor may be variously selected to realize a color desired by a user.
예를 들어, 반도체소자(20)가 자외선 파장대의 광을 방출하는 경우 형광체는 녹색 형광체, 청색 형광체 및 적색 형광체가 선정될 수 있다. 반도체소자(20)가 청색 파장 대의 광을 방출하는 경우 형광체는 황색형광체 또는 적색형광체 및 녹색형광체의 조합 또는 황색형광체, 적색형광체 및 녹색형광체의 조합이 선정될 수 있다.For example, when the
상기 파장변환층(50)의 두께(I)는 30um 이상 내지 200um 이하 일 수 있다.The thickness I of the
상기 파장변환층(50)의 두께(I)가 30um 이상일 경우, 상기 파장변환층(50)으로 입사된 광이 외부로 방출될 때 입사된 광의 파장을 변환할 수 있으므로, 광변환율을 확보할 수 있다.When the thickness (I) of the
또한, 상기 파장변환층(50)의 두께(I)가 200um 이하일 경우, 광변환율과 더불어 반도체소자패키지의 공정시간을 확보할 수 있다.In addition, when the thickness (I) of the
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파장변환층(50)은 상기 반도체의 상면에 배치된 제1영역(50b) 및 곡률부가 배치된 제2영역(50a)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
상기 제2영역(50a)의 곡률 방향은 지지부재(10)에 대해서 오목하거나 볼록할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The direction of curvature of the
상기 제2영역(50a)은 투광부재(40) 상면에 배치될 수 있고, 상기 제2영역(50a)의 곡률 방향은 지지부재(10)에 대하여 오목하거나 볼록할 수 있으며, 상기 투광부재(40) 상면이 포함하는 곡률부의 곡률 방향 및 곡률의 크기가 동일할 수 있다.The
상기 제2영역(50a)은 지지부재(10)에 대해서 오목한 곡률부를 예를 들어 설명하나 이에 한정되지는 않는다. The
상기 제2영역(50a)의 수평방향 폭(W)은 0mm 초과 내지 4mm 이하일 수 있다. The horizontal width W of the
상기 제2영역의 수평방향 폭(W)이 0mm 초과일 때 상기 제2영역(50a)은 곡률을 포함할 수 있고, 상기 반도체소자패키지의 광속특성을 향상시킬 수 있다. When the horizontal width W of the second region is greater than 0 mm, the
또한, 상기 제2영역의 수평방향의 폭(W)이 4mm 이하일 때 반도체소자패키지의 광속특성과 더불어 반도체소자패키지의 공정 수율을 확보할 수 있다. In addition, when the width W in the horizontal direction of the second region is 4 mm or less, it is possible to secure the process yield of the semiconductor device package as well as the luminous flux characteristics of the semiconductor device package.
상기 반도체 소자(20)의 모서리, 상기 반도체 소자의 모서리와 마주보는 반사부재의 모서리 사이에서 상기 반도체 소자의 모서리와 상기 투광부재(40)의 모서리가 중첩되는 등간격 영역(30-2)에서는 상기 수평방향의 폭(W)이 균일하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 반도체 소자(20)의 일 모서리와 다른 모서리가 만나는 반도체 소자(20)의 외곽부, 상기 반도체 소자(20)의 외곽부와 마주보며 상기 투광부재(40)의 일 모서리와 다른 모서리가 만나는 투광부재(40)의 외곽부 사이의 비등간격 영역(30-1)에서는 상기 수평방향의 폭(W)이 균일하지 않게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체소자(20)가 사각형 형태이고, 상기 투광부재(40)가 상기 반도체 소자(20)를 둘러싸는 구조로 배치될 때, 상기 반도체소자(20)의 모서리가 만나는 지점과 상기 투광부재(40)의 모서리가 만나는 지점의 거리는 상기 제2영역의 수평방향의 폭(W)보다 클 수 있다. 따라서, 상기 반도체 소자 패키지의 지향각을 제어하기 용이할 수 있다.In an equally spaced region 30 - 2 where the edge of the semiconductor device and the edge of the
도 4를 참조하면, 상기 제2영역(50a)은 곡선의 굽은 정도를 나타내는 값인 곡률, 곡률과 역수 관계인 곡률 반지름(r)을 포함한다. 다시 말해, 곡선에 가장 근사한 원의 반지름을 곡률 반지름(r)이라고 한다. 상기 곡률 반지름(r)은 상기 반도체 소자 패키지의 모서리와 평행한 수평방향에서 상기 제2영역의 수평방향의 폭(W)이 상기 범위 내에서 정의되었을 때, 상기 제1영역(50b)과 상기 제2영역(50b)이 접하는 상기 제1영역(50b) 상면의 모서리, 상기 제2 영역(50b)과 접하는 상기 반사부재(30) 상면의 모서리 및 상기 평탄한 제1 영역(50b)의 상면에서 상기 수평방향과 수직 방향인 지지부재(10)에서 반도체소자(20)의 방향으로 가장 거리가 긴 상기 제2 영역(50b) 상면의 지점을 연결하여 구현되는 원의 반지름일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
도 4(a)는 작은 곡률을 포함하는 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이고, 도4(b)는 큰 곡률을 갖는 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.Fig. 4 (a) shows a cross section of the semiconductor device package according to the first embodiment including a small curvature, and Fig. 4 (b) shows a cross section of the semiconductor device package according to the first embodiment having a large curvature. did it
도 4(a)과 도4(b)를 비교하면, 제2영역(50a)의 곡률이 클수록 곡선에 근사한 원의 크기가 작으므로, 곡률 반지름(r)은 감소하고, 제2영역(50a)의 곡률이 작을수록 곡선에 근사한 원의 크기가 커지므로 곡률 반지름(r)은 증가한다.4(a) and 4(b), the larger the curvature of the
본 발명에 따른 상기 곡률 반지름(r)은 상기 제2영역(50a) 수평방향의 폭(W)에 대비하여 0.5 이상 내지 1.75 이하일 수 있다. The radius of curvature r according to the present invention may be 0.5 or more to 1.75 or less with respect to the horizontal width W of the
표 1은 곡률을 포함하지 않는 반도체소자패키지의 상대광속을 100%를 기준으로 제2영역의 수평방향 폭(W) 대비 곡률 반지름(r)에 따른 상대광속을 나타낸 것이다. Table 1 shows the relative luminous flux according to the radius of curvature (r) compared to the horizontal width (W) of the second region based on 100% of the relative luminous flux of the semiconductor device package not including the curvature.
상기 표 1을 참조하면, 상기 제2영역 수평방향 폭(W) 대비 곡률반지름(r)이 0.5 이하일 경우, 곡률은 곡률반지름(r)과 역수관계를 가지므로, 곡률반지름(r)이 감소할수록 곡률은 증가하여 상대광속은 향상되지만, 상기 파장변환층(50)의 곡률부와 반사부재(30)의 경사면(S)이 접할 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 제2영역 수평방향 폭(W) 대비 곡률반지름(r)은 0.5 이상이어야 하며, 이를 통해 반도체소자패키지의 광속특성과 더불어 광추출특성을 확보할 수 있다.Referring to Table 1, when the radius of curvature (r) relative to the horizontal width (W) of the second region is 0.5 or less, the curvature has an inverse relationship with the radius of curvature (r), so as the radius of curvature (r) decreases, Although the curvature is increased to improve the relative luminous flux, the curvature portion of the
또한, 상기 제2영역(50a) 수평방향의 폭(W) 대비 곡률반지름(r)이 1.75 이하일 경우, 상기 곡률반지름(r)이 감소할수록 곡률은 증가되어, 파장변환층(50) 면적이 넓어지게 되므로, 반도체소자패키지의 상대광속이 향상되어, 광속특성을 확보할 수 있다. In addition, when the radius of curvature r relative to the width W in the horizontal direction of the
도 5는 제1실시예에 따른 반도체소자패키지의 x-ray 사진으로, 도 2를 참조하여 상술한 구성이 x-ray 상으로도 확연하게 구별되는 것을 확인할 수 있다. 5 is an x-ray photograph of the semiconductor device package according to the first embodiment, and it can be seen that the configuration described above with reference to FIG. 2 is clearly distinguished even on an x-ray image.
실시예에 따른 반도체소자패키지 상에 몰딩부재를 도포한 모습으로, 제품에 적용될 때는 도 5에 도시된 모양으로 적용되나 이에 한정되지는 않는다. It is a state in which a molding member is applied on a semiconductor device package according to an embodiment, and when applied to a product, it is applied in the form shown in FIG. 5 , but is not limited thereto.
특히 파장변환층(50)이 포함하는 곡률부를 육안으로 확인할 수 있다.In particular, the curvature included in the
도 6은 제2실시예에 따른 반도체소자패키지의 상면도이고, 도 7은 도 6을 I-I' 방향으로 절단한 제2실시예에 따른 반도체소자패키지의 단면도이다. 6 is a top view of the semiconductor device package according to the second embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the semiconductor device package according to the second embodiment taken along the line I-I' of FIG. 6 .
도 7에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 반도체소자패키지는 지지부재(10)에 대하여 볼록한 곡률을 갖는 영역을 포함하는 파장변환층(50)이 배치된 반도체소자패키지를 도시한 것이다.As shown in FIG. 7 , the semiconductor device package according to the second embodiment shows a semiconductor device package in which a
제2실시예에 따른 반도체소자패키지는 지지부재(10), 반도체소자(20), 투광부재(40), 반사부재(30) 및 파장변환층(50)을 포함할 수 있고, 제1실시예에 따른 반도체소자패키지와 대응되는 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The semiconductor device package according to the second embodiment may include a
상기 파장변환층(50)은 지지부재(10)에 대하여 볼록한 곡률을 갖는 제2영역(50b)를 포함할 수 있다.The
제2실시예에 따른 반도체소자패키지는 상기 제1실시예에 따른 반도체소자패키지와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The semiconductor device package according to the second embodiment can obtain the same effect as the semiconductor device package according to the first embodiment.
따라서, 상기 제2영역(50b)의 곡률의 방향은 설계자의 의도에 따라 지지부재(10)에 대하여 오목하거나 볼록할 수 있다. Accordingly, the direction of the curvature of the
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 반도체소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이될 수 있고, 반도체소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. Meanwhile, a plurality of semiconductor device packages according to the above-described embodiments may be arranged on a substrate, and optical members such as a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, etc. may be disposed on a light path of the semiconductor device package.
또한, 실시 예에 따른 반도체소자 패키지를 포함하는 광원 장치로 구현될 수 있다.In addition, it may be implemented as a light source device including a semiconductor device package according to an embodiment.
또한, 광원 장치는 기판과 실시 예에 따른 반도체소자 패키지를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열체, 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원 장치는, 램프, 헤드 램프, 또는 가로등을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 광원 장치는 출력되는 광이 필요한 제품에 다양하게 적용될 수 있다.In addition, the light source device includes a light source module including a substrate and a semiconductor device package according to an embodiment, a heat sink for dissipating heat of the light source module, and a power supply unit that processes or converts an electrical signal provided from the outside and provides the light source module may include For example, the light source device may include a lamp, a head lamp, or a street lamp. In addition, the light source device according to the embodiment may be variously applied to products requiring output light.
또한, 광원 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 위에 배치되는 반사판과, 광을 방출하며 반도체 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.In addition, the light source device includes a bottom cover, a reflecting plate disposed on the bottom cover, a light emitting module that emits light and includes a semiconductor element, a light guide plate disposed in front of the reflecting plate and guiding the light emitted from the light emitting module to the front; An optical sheet including prism sheets disposed in front of the light guide plate, a display panel disposed in front of the optical sheet, an image signal output circuit connected to the display panel and supplying an image signal to the display panel, disposed in front of the display panel A color filter may be included. Here, the bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may form a backlight unit.
광원 장치의 또 다른 예로, 헤드 램프는 기판 상에 배치되는 반도체소자 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.As another example of the light source device, the head lamp is a light emitting module including a semiconductor device package disposed on a substrate, a reflector that reflects light emitted from the light emitting module in a predetermined direction, for example, forward, and is reflected by the reflector It may include a lens that refracts light forward, and a shade that blocks or reflects a portion of light reflected by the reflector and directed to the lens to form a light distribution pattern desired by a designer.
한편, 도 8은 실시 예에 따른 광원 장치의 분해 사시도이다.Meanwhile, FIG. 8 is an exploded perspective view of a light source device according to an embodiment.
실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 반도체소자 패키지를 포함할 수 있다.The lighting device according to the embodiment may include a
상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다. 상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. The
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. The
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다. 상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The
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.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by a person skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the embodiment.
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.In the above, the embodiment has been mainly described, but this is only an example and not a limitation on the embodiment, and those of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs may find several not illustrated above within the range that does not deviate from the essential characteristics of the embodiment. It can be seen that variations and applications of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And the differences related to these modifications and applications should be interpreted as being included in the scope of the embodiments set forth in the appended claims.
10 : 지지부재
20 : 반도체소자
30 : 반사부재
40 : 투광부재
50 : 파장변환층10: support member
20: semiconductor device
30: reflective member
40: light transmitting member
50: wavelength conversion layer
Claims (10)
상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자;
상기 반사 부재와 상기 반도체 소자의 측면 사이에 배치되는 투광부재; 및
상기 반도체 소자의 상면과 상기 투광부재 상면에 배치되는 파장변환층;을 포함하고,
상기 투광부재의 상면에 배치되는 파장변환층의 상면은 곡률부를 포함하고,
상기 투광부재 경사면의 최저점은 상기 곡률부의 최저점보다 상기 반도체 소자 측면과 가까이 배치되는 반도체소자패키지.a reflective member including a cavity;
a semiconductor device disposed in the cavity;
a light-transmitting member disposed between the reflective member and a side surface of the semiconductor device; and
and a wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the semiconductor element and the upper surface of the light-transmitting member;
The upper surface of the wavelength conversion layer disposed on the upper surface of the light transmitting member includes a curvature,
The lowest point of the inclined surface of the light transmitting member is disposed closer to the side of the semiconductor device than the lowest point of the curvature.
상기 투광부재의 상면은 상기 파장변환층 상면의 곡률부에 대응하는 곡률을 갖는 반도체 소자 패키지.
According to claim 1,
The upper surface of the light-transmitting member has a curvature corresponding to the curvature of the upper surface of the wavelength conversion layer.
상기 파장변환층의 상면은 상기 반도체 소자의 상에 배치되는 제1 영역 및 상기 투광부재 상에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 제2영역의 폭은 0mm 초과 내지 4mm 이하인 반도체소자 패키지
According to claim 1,
The upper surface of the wavelength conversion layer includes a first region disposed on the semiconductor device and a second region disposed on the light-transmitting member,
The width of the second region is greater than 0 mm and less than or equal to 4 mm of the semiconductor device package.
상기 제2영역은 곡률부의 곡선에 근사한 원의 반지름인 곡률반지름을 포함하고,
상기 곡률반지름은 상기 제2영역의 수평방향 폭에 대비하여 0.5 이상 내지 1.75 이하인 반도체소자패키지
5. The method of claim 4,
The second region includes a radius of curvature that is the radius of a circle approximate to the curve of the curvature,
The radius of curvature is 0.5 or more to 1.75 or less with respect to the horizontal width of the second region.
상기 반사부재는 상면과 저면 사이에 경사면, 상면과 경사면 사이에 단차부를 포함하고, 상기 단차부의 두께는 상기 파장변환층의 두께 대비 0.2 이상 내지 5.0 이하인 반도체소자패키지
According to claim 1,
The reflective member includes an inclined surface between the upper surface and the lower surface, and a step portion between the upper surface and the inclined surface, and the thickness of the step portion is 0.2 to 5.0 or less compared to the thickness of the wavelength conversion layer.
상기 반사부재의 경사면은 40도 이상 내지 50도 이하의 각도를 갖는 반도체소자패키지
According to claim 1,
The inclined surface of the reflective member is a semiconductor device package having an angle of 40 degrees or more to 50 degrees or less.
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