KR102392862B1 - 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지 - Google Patents

반도체 소자 및 반도체 소자 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR102392862B1
KR102392862B1 KR1020170108220A KR20170108220A KR102392862B1 KR 102392862 B1 KR102392862 B1 KR 102392862B1 KR 1020170108220 A KR1020170108220 A KR 1020170108220A KR 20170108220 A KR20170108220 A KR 20170108220A KR 102392862 B1 KR102392862 B1 KR 102392862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
bonding pad
contact
opening
Prior art date
Application number
KR1020170108220A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190022211A (ko
Inventor
이창형
송준오
이태성
임창만
정세연
최병연
황성민
Original Assignee
쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 filed Critical 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority to KR1020170108220A priority Critical patent/KR102392862B1/ko
Priority to TW107123909A priority patent/TWI790249B/zh
Priority to CN201810769149.4A priority patent/CN109256457B/zh
Priority to US16/035,306 priority patent/US10600945B2/en
Priority to US16/641,296 priority patent/US11749778B2/en
Priority to PCT/KR2018/009815 priority patent/WO2019039914A2/ko
Publication of KR20190022211A publication Critical patent/KR20190022211A/ko
Priority to KR1020220051434A priority patent/KR102501888B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102392862B1 publication Critical patent/KR102392862B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations

Abstract

실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는, 제1,2개구부를 갖는 제1 및 제2프레임; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 제1본딩패드 및 제2 본딩패드를 포함하는 발광소자; 및 상기 제1,2개구부에 도전층을 포함한다. 상기 제1,2본딩패드 중 적어도 하나는 상기 제1,2프레임과 대면하고 상기 제1,2개구부와 중첩되며, 도전층과 접촉되는 접촉 영역과 상기 도전층과 비 접촉되는 제1비 접촉영역을 포함하여, 상기 전도층에 의한 전극의 손해를 방지할 수 있다.

Description

반도체 소자 및 반도체 소자 패키지{SEMICONDUCTOR DEVICE, LIGHT SEMICONDUCOTR DEVICE PACKAGE}
실시 예는 반도체 소자, 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 프레임의 개구부와 대면하는 반도체 소자 또는 발광 소자의 전극이 접촉 영역과 오픈 영역 또는 비 접촉영역을 갖는 반도체 소자 패키지 또는 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.
실시 예는 프레임의 개구부와 대면하는 반도체 소자 또는 발광 소자의 전극이 접촉 영역과 비 접촉 영역으로 제공되어, 도전층과의 접착력을 분산시켜 줄 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 광 추출 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
실시 예는 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 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 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1개구부를 갖는 제1프레임; 제2개구부를 갖는 제2프레임; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 제1본딩패드 및 제2 본딩패드를 포함하는 발광소자; 상기 제1개구부에 제1도전층; 및 상기 제2개구부에 제2도전층을 포함하며, 상기 제1 개구부는 상기 제1프레임의 상면과 하면을 관통하며, 상기 제2 개구부는 상기 제2 프레임의 상면과 하면을 관통하며, 상기 제1본딩패드는 상기 제1프레임과 대면하고 상기 제1개구부와 중첩되며, 상기 제2전극은 상기 제2프레임과 대면하고 상기 제2개구부와 중첩되며, 상기 제1전극은 상기 제1개구부 상에서 상기 제1도전층과 접촉되는 제1접촉 영역과 상기 제1도전층과 비 접촉되는 제1비 접촉영역을 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제2전극은 상기 제2개구부 상에서 상기 제2도전층과 접촉되는 제2접촉 영역과, 상기 제2도전층과 비 접촉되는 제2비 접촉영역을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2도전층은 솔더 페이스트를 포함하며, 상기 몸체는 절연성 재질일 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2전극 중 적어도 하나는 상기 제1,2접촉 영역의 각각의 면적이 상기 제1,2도전층을 구성하는 파티클의 면적의 2배 이상일 수 있다. 상기 제1,2전극 중 적어도 하나는 상기 제1,2비 접촉영역의 각각의 면적이 상기 제1,2도전층을 구성하는 파티클의 면적의 1.5배 이상일 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1본딩패드의 제1접촉 영역의 면적은 상기 제1개구부의 상면 면적보다 작고, 상기 제2전극의 제2접촉 영역의 면적은 상기 제2개구부의 상면 면적보다 작을 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1본딩패드의 제1접촉 영역은 상기 제1개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며, 상기 제2전극의 제2접촉 영역은 상기 제2개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며, 상기 제1본딩패드의 제1비 접촉영역은 상기 제1개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며, 상기 제1접촉 영역의 면적보다 작은 면적을 가지며, 상기 제2전극의 제2비 접촉영역은 상기 제2개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며 상기 제2접촉 영역의 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2전도층은 상기 제1,2비 접촉영역 상에 오목한 곡면을 가질 수 있으며, 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 접착제 및 수지부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체는 상면에서 하면 방향으로 오목한 리세스를 포함하고, 상기 접착제는 상기 리세스에 배치되며, 상기 접착제는 상기 몸체의 상면, 상기 발광소자의 하면, 상기 제1,2전극에 접촉될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2전극의 비 접촉 영역의 외측은 상기 접착제 및 상기 수지부 중 적어도 하나가 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2프레임은 도전성 프레임이며, 상기 접착제는 절연성 수지 재질로 형성될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체는 상기 발광 소자의 둘레에 오목한 캐비티를 가질 수 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자의 전극들에 패키지 몸체의 개구부에 대응되는 영역에 접촉 영역과 비 접촉 영역을 제공하여, 전극들에 미치는 손해를 줄여줄 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.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 또는 발광 소자 패키지의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 D-D 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 E-E선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 F-F선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 발광 소자의 제1본딩패드와 제1도전층을 나타낸 상세 도면이다.
도 7은 도 5의 발광 소자의 제2전극과 제2도전층을 나타낸 상세 도면이다.
도 8은 도 1의 발광 소자 패키지의 부분 확대도이다.
도 9는 도 8의 발광 소자의 제1,2전극과 제1,2도전층 사이의 접촉 및 비 접촉 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 8의 발광 소자의 제1,2전극과 개구부의 다른 예이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자의 전극의 제1변형 예이다.
도 12는 도 11의 발광 소자의 전극과 몸체의 개구부의 배치 예이다.
도 13은 도 11의 발광 소자의 전극의 제2변형 예이다.
도 14는 도 11의 발광 소자의 전극과 몸체의 개구부의 배치 예이다.
도 15내지 도 17은 실시 예에 따른 발광 소자의 전극의 다른 변형 예이다.
도 19내지 도 22는 실시 예에 따른 발광 소자의 개구부의 예들이다.
도 23은 도 3의 발광 소자 패키지의 제1변형 예이다.
도 24는 도 3의 발광 소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 25는 도 3의 발광 소자 패키지가 회로 기판에 배치된 모듈의 예이다.
도 26은 도 3의 발광 소자 패키지가 회로 기판에 배치된 모듈의 예이다.
도 27은 본 발명의 제2실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 측 단면도이다.
도 28은 도 27의 발광 소자 패키지의 다른 측 단면도이다.
도 29는 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도의 예이다.
도 30은 실시 예에 따른 발광 소자의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 31의 (a)(b)는 도 29의 발광 소자의 A-A선 단면에 따른 제1본딩패드, 제2본딩패드를 보여주는 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 반도체 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.이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 또는 발광 소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명한다.
<제1실시 예>
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 D-D 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 E-E선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 F-F선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 4의 발광 소자의 제1본딩패드와 제1도전층을 나타낸 상세 도면이며, 도 7은 도 5의 발광 소자의 제2전극과 제2도전층을 나타낸 상세 도면이고, 도 8은 도 1의 발광 소자 패키지의 부분이며, 도 9는 도 8의 발광 소자의 제1,2전극과 제1,2도전층 사이의 접촉 및 비 접촉 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시 예에 따른 소자 패키지(100)는, 복수의 프레임(111,112)와 상기 복수의 프레임(111,112) 사이에 배치된 몸체(113)을 갖는 패키지 몸체(110)와, 상기 복수의 프레임(111,112) 상에 배치된 반도체 소자 예컨대, 발광소자(120)를 포함할 수 있다. 이하, 상기 소자 패키지(100)는 발광 소자(120)가 배치된 패키지로서, 발광 소자 패키지로 설명하기로 한다.
<패키지 몸체(110)>
상기 복수의 프레임(111,112)은 적어도 2개 예컨대, 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 및 제2프레임(111,112)는 X축 방향으로 이격될 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 전극 분리선의 기능을 수행할 수 있다. 상기 몸체(113)는 절연부재로 지칭될 수도 있다. 상기 몸체(113)는 프레임(111,112) 사이에서 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 배치될 수 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(C)를 갖는 벽부(110A)를 제공될 수 있다. 상기 벽부(110A)는 상기 몸체(113)와 일체로 형성되거나, 별도로 형성될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(C)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(C) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다. 상기 벽부(110A)는 제거될 수 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)과 상기 제2 프레임(112)은 도전성 프레임인 경우, 리드 프레임으로 정의될 수 있으며, 상기 발광소자(120)로부터 발생된 열을 방열하거나 광을 반사시켜 줄 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)이 절연성 프레임인 경우, 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)이 절연성 프레임인 경우, 상기 몸체(113)과 상기 프레임(111,112)는 동일한 재질로 일체로 형성이거나 다른 재질일 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)이 절연성 프레임으로 형성되는 경우와 도전성 프레임으로 형성되는 경우의 차이점에 대해서는 뒤에서 더 설명하기로 한다.
상기 제1 및 제2프레임(111,112)이 전도성 ?F리인 경우, 금속 예컨대, 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au), 탄탈늄(Ta), 알루미늄(Al), 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층이거나 서로 다른 금속 층을 갖는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2프레임(111,112)이 절연성 재질인 경우, 수지 재질 또는 절연 재질일 수 있으며, 예컨대, 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 제1 및 제2프레임(111,112)은 에폭시 재질에 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,112)은 반사성 수지 재질일 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 상기 제1프레임(111)은 패키지 몸체(110)의 제1측부보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 제2프레임(112)은 패키지 몸체(110)의 제1측부의 반대측 제2측부보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
<발광 소자(120)>
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 복수의 본딩패드(121,122), 및 반도체층을 갖는 발광부(123)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 하나 또는 복수개가 제1,2프레임(111,112) 상에 배치될 수 있다.
상기 발광부(123)의 반도체층은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩패드(121)은 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(122)은 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광부(123)의 반도체층은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 반도체층은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 반도체층은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 제공될 수 있다. 상기 반도체층은 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.
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 상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)과 수직 방향 예컨대, Z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(120)의 본딩패드(121,122)은 상기 발광부(123)의 하부에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 본딩패드(121,122)은 프레임(111,112)과 수직 방향으로 대면할 수 있다. 제1 본딩패드(121)은 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 제2 본딩패드(122)은 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)은 제1프레임(111)과 대면하며, 상기 제2본딩패드(122)은 제2프레임(112)과 대면할 수 있다. 상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제2 본딩패드(122)은 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1본딩패드(121)은 상기 발광부(123)의 반도체층과 제1 프레임(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2본딩패드(122)은 상기 발광부(123)의 반도체층과 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(121)은 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제1 프레임(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(122)은 상기 제2도전형 반도체층과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제2 본딩패드(122)은 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.
<몸체의 개구부(TH1,TH2)>
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 2 내지 도 5와 같이, 적어도 2개의 개구부 예컨대, 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)은 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(112)은 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)에 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면과 하면을 Z 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩패드(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩패드(121)과 Z 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면으로 향하는 Z 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩패드(121)과 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)에 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면과 하면을 Z 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩패드(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩패드(122)과 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면으로 향하는 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩패드(122)과 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광 소자(120)과 Z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광 소자(120)와 중첩되는 영역에 배치되고 상기 몸체(113)로부터 이격될 수 있다.
실시 예에 의하면, 도 3 및 도 8과 같이, X 방향으로 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭(W2)이 상기 제1 본딩패드(121)의 너비(W1)에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, X 방향으로 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩패드(122)의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)의 X 방향의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제1,2본딩패드(121,122)의 X 방향의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다.
실시 예에 의하면, 도 4 및 도 8과 같이, Y 방향으로 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 길이(W12)가 상기 제1 본딩패드(121)의 길이(W11)에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 도 5와 같이, Y 방향으로 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 길이(W13)이 상기 제2 본딩패드(122)의 길이(W14)에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)의 Y 방향의 길이(W2,W5)는 서로 다르거나 동일 수 있다. 상기 제1,2본딩패드(121,122)의 Y 방향의 길이(W1,W6)는 서로 다르거나 동일할 수 있다. 여기서, 본딩패드(121,122)의 길이는 W13≥≥W11인 경우, 상기 개구부(TH1,TH2)의 길이는 W12≥≥W14의 관계를 가질 수 있다. 상기 각 개구부(TH1,TH2)의 상부 면적은 상기 각 본딩패드(121,122)의 하면 면적의 50% 이상 예컨대, 50% 내지 110%의 범위를 가질 수 있다. 또한 상기 각 개구부(TH1,TH2)와 각 본딩패드(121,122)는 부분적으로 대면하는 영역과 대면하지 않는 비 중첩 영역을 가질 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제1 프레임(111)이 상기 제1개구부(TH1)에 의해 제공되는 물질에 의해 부착될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩패드(122)과 상기 제2 프레임(112)이 상기 제1개구부(TH1)에 의해 제공되는 물질에 의해 부착될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역으로부터 X 방향으로 상기 제2 본딩패드(122)의 측면 끝단까지의 거리는 40 마이크로 미터 이상 예컨대, 40 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 거리가 40 마이크로 미터 이상일 때 상기 제2 본딩패드(122)이 상기 제2 개구부(TH2)의 저면에서 노출되지 않도록 하기 위한 공정 마진을 확보할 수 있다. 또한, 상기 거리가 60 마이크로 미터 이하일 때 상기 제2 개구부(TH2)에 노출되는 상기 제2 본딩패드(122)의 면적을 확보할 수 있고, 상기 제2 개구부(TH2)에 의해 노출되는 제2 본딩패드(122)의 저항을 낮출 수 있어 상기 제2 개구부(TH2)에 의해 노출되는 상기 제2 본딩패드(122)로 전류 주입을 원활히 할 수 있다.
도 8 및 도 19와 같이, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 X 방향의 폭(W2)이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나, 도 20과 같은 개구부(TH3)와 같이 같은 폭으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 도 20과 같이 같은 폭을 갖는 개구부(TH3)로 제공될 수 있다. 도 19와 같이, 개구부(TH1,TH2)의 둘레 면은 볼록한 곡면(S1)이거나, 도 20과 같이 수직한 평면(S2)일 수 있다.
도 19, 도 21 및 도 22와 같이, 상기 개구부(TH1,TH2,TH3,TH5)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 X 또는 Y 방향의 폭이 점차적으로 작아지는 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 둘레면(S1,S3,S4)은 기울기가 서로 다른 복수의 경사진 평면(S3)이거나, 곡률을 갖는 곡면(S1)이거나 서로 다른 곡률을 갖는 곡면(S4)일 수 있다. 이러한 개구부(TH1,TH2,TH3,TH4,TH5)는 둘레 면이 평면이거나 경사진 면이거나 곡면 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 프레임(111,112)의 재질이 절연성 재질인 경우 도 19 및 도 20과 같은 재질로 제공될 수 있고, 전도성 재질인 경우 도 19 내지 도 22와 같은 구조로 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 간격은 예로서 100 마이크로 미터 이상 예컨대, 100 마이크로 미터 내지 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 개구부(TH1,TH2) 간의 간격은 발광소자 패키지(100)가 회로기판, 또는 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 전극들 간의 전기적인 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위한 최소 거리일 수 있다.
<접착제(130)>
도 3 내지 도 5와 같이, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 접착제(130)를 포함할 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 몸체(113)의 상면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)와 수직 방향인 Z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113)에 접착될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩패드(121)과 제2본딩패드(122) 사이에 배치되거나 상기 제1 및 제2본딩패드(121,122)에 접촉될 수 있다.
<몸체의 리세스(R)>
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 리세스(R)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113) 또는 몸체(113)의 상부에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 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 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120)와 Z 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 접착제(130)는 예컨대, 상기 리세스(R)에 배치될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 접착제(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 접착제(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 접착제(130)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 접착제(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 접착제(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 접착제(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 접착제(130)는 TiO2, Silicone 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
도 3과 같이, 실시 예에 의하면, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 또는 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)에 비해 작게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 접착제(130)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)이 깊이(T1)는 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 접착제(130)를 상기 발광소자(120) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장하는 공정에서 상기 접착제(130)를 통해 실장하기 위해 상기 접착제(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 접착제(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 깊이(T1)와 X 방향의 폭(W4)은 상기 접착제(130)의 형성 위치 및 고정력에 영향을 미칠 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)와 폭(W4)은 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치되는 상기 접착제(130)에 의하여 충분한 고정력이 제공될 수 있도록 결정될 수 있다. 예로서, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 40 마이크로 미터 이상 예컨대, 40 내지 60 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 폭(W4)은 상기 발광소자(120)의 X 방향으로 상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제2 본딩패드(122) 간의 간격보다 좁게 제공될 수 있으며, 140 마이크로 미터 이상 예컨대, 140 내지 160 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 Y 방향의 길이는 상기 발광 소자(120)의 Y 방향의 길이보다 크거나 작을 수 있어, 접착제(130)의 형성을 가이드하고 Y 방향의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 상기 제1 프레임(111)의 두께와 동일할 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 상기 제1 프레임(111)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 제2 프레임(112)의 두께와 같을 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 제2 프레임(112)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 및 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 몸체(113)의 두께와 같을 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 및 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 180 마이크로 미터 이상 예컨대, 180 내지 220 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 깊이(T2-T1)의 두께 차이는 적어도 100 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있다. 이는 상기 몸체(113)의 크랙 프리(crack free)를 제공할 수 있는 사출 공정 두께가 고려된 것이다.
실시 예에 의하면, T1 깊이와 T2 깊이의 비(T2/T1)는 2 내지 10으로 제공될 수 있다. 예로서, T2의 깊이가 200 마이크로 미터로 제공되는 경우, T1의 깊이는 20 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
<몰딩부(140)>
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 몰딩부(140)를 포함할 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)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 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 발광소자(120)는 청색, 녹색, 적색, 백색, 적외선 또는 자외선의 광을 발광할 수 있다. 상기 형광체, 또는 양자점은 청색, 녹색, 적색의 광을 발광할 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 형성하지 않을 수 있다.
<도전층(321,322)>
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제2 도전층(322)과 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩패드(121) 아래에 배치될 수 있다. X 및 Y 방향으로 상기 제1 도전층(321)의 폭 및 길이는 상기 제1 본딩패드(121)의 폭 및 길이에 비해 더 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(121)은 상기 제1 개구부(TH1)가 형성된 Z 방향과 수직한 X 방향의 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 본딩패드(121)의 폭은 X 방향으로 상기 제1 개구부(TH1)의 폭(W2)보다 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩패드(121)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩패드(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 둘레에는 상기 제1 프레임(111)이 배치될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩패드(122) 아래에 배치될 수 있다. X 및 Y 방향으로 상기 제2 도전층(322)의 폭 및 길이는 상기 제2 본딩패드(122)의 폭 및 길이에 비해 더 작게 제공될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(122)은 상기 제2 개구부(TH2)가 형성된 Z 방향과 수직한 X 방향의 폭(W13)을 가질 수 있다. 상기 제2 본딩패드(122)의 X 방향의 폭(W13)은 상기 제2 개구부(TH2)의 X 방향의 폭(W14)보다 크게 제공될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩패드(122)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩패드(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 둘레에는 상기 제2 프레임(112)이 배치될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, 접촉, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)으로 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)은 솔더 페이스트로서, 파우더 입자 또는 파티클 입자와 플럭스의 혼합으로 형성될 수 있다. 상기 솔더 페이스트는 Sn-Ag-Cu를 포함할 수 있으며, 각 금속의 중량%는 달라질 수 있다.
예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 개구부(TH1)의 제1도전층(321)을 통해 상기 제1 본딩패드(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2)의 제2도전층(322)을 통해 상기 제2 본딩패드(122)에 전원이 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,112)이 전도성 재질인 경우, 상기 제1,2프레임(111,112)는 발광 소자(120)의 본딩패드(121,122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(120)의 전극들(121,122)은 상기 제1,2도전층(321,322)과 상기 프레임(111,112) 중 적어도 하나 또는 모두와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩패드(121) 및 상기 제2 본딩패드(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.
<하부 리세스(R10,R20)>
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 하부 리세스(R10)와 제2 하부 리세스(R20)를 포함할 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R10)와 상기 제2 하부 리세스(R20)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R10)는 상기 제1 프레임(111)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R10)는 상기 제1 프레임(111)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R10)는 상기 제1 개구부(TH1)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 기 제1 하부 리세스(R10)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R10)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(113)와 동일 물질로 제공될 수 있다. 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 하부 리세스(R10)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R10)에 채워진 수지부는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제1 프레임(111)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다. 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역은 상기 제1 하부 리세스(R10)에 채워진 수지부와 상기 몸체(113)에 의하여 주변의 상기 제1 프레임(111)으로부터 아이솔레이션(isolation)될 수 있다.
따라서, 상기 수지부가 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 표면 장력이 낮은 물질로 배치되는 경우 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)에 제공된 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1,TH2)로부터 벗어나, 상기 제1 및 제2 하부 리세스(R10,R20)에 채워진 수지부 또는 상기 몸체(113)를 넘어 확산되는 것이 방지될 수 있다. 이는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과 상기 수지부 및 상기 몸체(113)의 접착 관계 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 젖음성, 표면 장력 등이 좋지 않은 점을 이용한 것이다. 즉, 상기 제1 및 제2도전층(321,322)을 이루는 물질이 상기 제1 및 제2 프레임(111,112)과 좋은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2도전층(321,322)을 이루는 물질이 상기 수지부 및 상기 몸체(113)와 좋지 않은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)에서 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 방향으로 흘러 넘쳐, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 외부로 넘치거나 퍼지는 것이 방지되고, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 영역에 안정적으로 배치될 수 있게 된다. 따라서, 상기 제1 개구부(TH1)에 배치되는 제1 도전층(321)이 흘러 넘치는 경우, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 제1 하부 리세스(R10)의 바깥 영역으로 상기 제1 도전층(321)이 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 본딩패드(121)의 하면에 안정적으로 연결될 수 있게 된다. 따라서, 상기 발광소자패키지가 회로 기판에 실장되는 경우 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)이 서로 접촉되어 단락되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)을 배치하는 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)의 양을 제어하기 매우 수월해질 수 있다.
상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)에서 상기 제1 하부 리세스(R10)로 연장되어 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 하부 리세스(R10) 내에는 상기 제1 도전층(321) 및/또는 상기 수지부가 배치될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R20)는 상기 제2 프레임(112)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R20)는 상기 제2 프레임(112)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R20)는 상기 제2 개구부(TH2)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 하부 리세스(R10,R20)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R20)에 채워진 수지부는 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제2 프레임(112)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다. 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역은 상기 제2 하부 리세스(R20)에 채워진 수지부와 상기 몸체(113)에 의하여 주변의 상기 제2 프레임(112)으로부터 아이솔레이션(isolation)될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)에서 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 방향으로 흘러 넘쳐, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 외부로 넘치거나 퍼지는 것이 방지되고, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)가 제공된 영역에 안정적으로 배치될 수 있게 된다. 따라서, 상기 제2 개구부(TH2)에 배치되는 제2 도전층(322)이 흘러 넘치는 경우, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 제2 하부 리세스(R20)의 바깥 영역으로 상기 제2 도전층(322)이 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2) 내에서 상기 제2 본딩패드(122)의 하면에 안정적으로 연결될 수 있게 된다.
따라서, 상기 발광소자 패키지가 회로 기판에 실장되는 경우 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)이 서로 접촉되어 단락되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)을 배치하는 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)의 양을 제어하기 매우 수월해질 수 있다.
또한, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)에서 상기 제2 하부 리세스(R20)로 연장되어 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2 하부 리세스(R20) 내에는 상기 제2 도전층(321) 및/또는 상기 수지부가 배치될 수 있다. 상기 하부 리세스(R10,R20)은 각 프레임(111,112)에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
<발광소자의 전극에서 도전층과의 접촉 및 비 접촉 영역>
실시 예는 도전층(321,322)이 개구부(TH1,TH2)에 채워진 후 경화될 때, 상기 경화되는 도전층(321,322)에 의해 상기 도전층(321,322)에 접촉된 발광 소자(120)의 본딩패드(121,122)을 끌어 당기는 힘이 발생된다. 이러한 도전층(321,322)이 상기 발광 소자(120)의 본딩패드(121,122)을 끌어당기게 되면, 상기 본딩패드(121,122)이 상기 발광부(123) 예컨대, 반도체층으로부터 부분적으로 분리되는 문제가 발생되어, 전극 접촉이 줄어되고 전원 공급 효율을 저하시킬 수 있다. 이는 상기 반도체층과 본딩패드(121,122) 사이의 계면이 분리될 수 있고, 이로 인해 본딩패드(121,122)으로 공급되는 전원이 반도체층에 원활하게 공급되지 않아 소자의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
실시 예는 발광 소자(120)의 본딩패드(121,122)의 접촉 영역을 비 접촉된 영역으로 분산되거나 도전층(321,322)과 부분 접촉되도록 하여, 도전층(321,322)과의 접촉 면적을 줄여줄 수 있다. 이 경우 발광 소자(120)는 상기 도전층(321,322)과 상기 접착제(130)에 의해 충분한 접착력(DST: Die Shear Strength)이 확보되므로, 상기 도전층(321,322)과의 분산 또는 부분 접촉되더라도, 상기 발광 소자(120)의 접착력이 소정 기준 이하로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
실시 예는 발광 소자(120)의 본딩패드(121,122)들 중 적어도 하나 또는 모두에 상기 개구부(TH1,TH2)에서의 도전층(321,322)과의 비 접촉 영역을 제공할 수 있다. 상기 본딩패드(121,122)들 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 개구부(TH1,TH2) 상에서 상기 도전층(321,322)과 접촉되는 영역과 비 접촉되는 영역을 포함할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 도전층(321,322)과 접촉되는 접촉 영역이며, 비 접촉되는 영역은 비 접촉영역으로 정의할 수 있다. 상기 접촉 영역은 하나 또는 복수의 영역을 포함하며, 상기 비 접촉영역은 하나 또는 복수의 영역을 포함할 수 있다. 상기 접촉영역은 본딩패드(121,122)들의 하면 영역 일부이며, 상기 비 접촉영역은 상기 전극이 없는 오픈 영역이거나 상기 전극 표면에 절연 재질이 형성된 영역일 수 있다.
도 4, 도 8 및 도 9를 참조하면, 발광 소자(120)의 제1본딩패드(121)은 제1접촉 영역(21,22)과 제1비 접촉영역(23)을 포함할 수 있다. 상기 제1접촉 영역(21,22)은 하나 또는 복수의 영역으로 분리될 수 있으며, 상기 복수의 제1접촉 영역(21,22)은 제1연결부(24)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 제1연결부(24)는 도전층(321,322)과 접촉되거나 비 접촉될 수 있다. 상기 제1연결부(24)는 상기 복수의 제1접촉 영역(21,22) 사이에 전원을 연결시켜 주어, 일부 영역이 도전층(321,322)과의 접촉이 낮아지더라도 상기 제1연결부(24)를 통해 다른 영역으로 전원을 전달해 줄 수 있다. 상기 제1비 접촉영역(23)은 내부가 비어있는 영역이거나 수지부가 채워질 수 있다.
상기 제1본딩패드(121)에서 제1비 접촉 영역(23)은 상기 제1접촉 영역(21,22)에 인접하거나 상기 제1접촉 영역(21,22)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1비 접촉 영역(23)의 면적은 상기 제1개구부(TH1)의 상면 면적보다 작을 수 있다. 상기 제1비 접촉 영역(23)은 상기 제1본딩패드(121)의 X 방향의 너비(W11) 또는 Y방향의 길이(W1)보다 작거나 같을 수 있다. 상기 제1비 접촉 영역(23)은 상기 제1개구부(TH1)와 중첩되는 영역 중에서 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제1개구부(TH1)는 X 방향의 너비(W12)는 Y 방향의 길이(W2)보다 작거나 같을 수 있다. 상기 제2개구부(TH2)는 X 방향의 너비(W14)는 Y 방향의 길이(W6)보다 작거나 같을 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)의 외곽 테두리를 연결한 가상 선의 면적은 상기 제1개구부(TH1)의 상면 면적보다 클 수 있다. 상기 제2본딩패드(122)의 외곽 테두리를 연결한 가상 선의 면적은 상기 제2개구부(TH2)의 상면 면적보다 클 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)의 상면 면적은 상기 제2본딩패드(122)의 상면 면적보다 작거나 서로 같을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 소자(120)의 제2본딩패드(122)은 제2접촉 영역(31,32)과 제2비 접촉영역(33)을 포함할 수 있다. 상기 제2비 접촉영역(33)은 내부가 비어있는 영역이거나 수지부가 채워질 수 있다. 상기 제2접촉 영역(31,32)은 하나 또는 복수의 영역으로 분리될 수 있으며, 상기 복수의 제2접촉 영역(31,32)은 제2연결부(34)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 제2연결부(34)는 도전층(321,322)과 접촉되거나 비 접촉될 수 있다. 상기 제2연결부(34)는 상기 복수의 제2접촉 영역(31,32) 사이에 전원을 연결시켜 주어, 일부 영역이 도전층(321,322)과의 접촉이 낮아지더라도 상기 제2연결부(34)를 통해 다른 영역으로 전원을 전달해 줄 수 있다.
상기 제2본딩패드(122)에서 제2비접촉 영역(33)은 상기 제2접촉 영역(31,32)에 인접하거나 상기 제2접촉 영역(31,32)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2비 접촉 영역(33)의 면적은 상기 제2개구부(TH2)의 상면 면적보다 작을 수 있다. 상기 제2비 접촉 영역(33)은 상기 제2본딩패드(122)의 X 방향의 너비(W13) 또는 Y방향의 길이(W6)보다 작거나 같을 수 있다. 상기 제2비 접촉 영역(33)은 상기 제2개구부(TH2)와 중첩되는 영역 중에서 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제1개구부(TH1)는 X 방향의 너비(W12)는 Y 방향의 길이(W2)보다 작거나 같을 수 있다. 상기 제2개구부(TH2)은 X 방향의 너비(W14)는 Y 방향의 길이(W6)보다 작거나 같을 수 있다. 여기서, X 방향으로 W12<W11, 및 W14<W13의 관계를 가질 수 있으며, Y 방향으로 W2<W1, 및 W5<W6의 관계를 가질 수 있다. 이에 따라 제1,2개구부(TH1,TH2)를 통해 도전층 (321,322)과 전극 (121,122)의 접촉 영역(21,22)(31,32)을 분산시켜 줄 수 있어, 본딩패드(121,122)으로 전달되는 외력을 분산시켜 줄 수 있다.
여기서, 상기 제1본딩패드(121)은 도 4와 같이, 제1접촉 영역(21,22)이 상기 제1개구부(TH1)에 채워지는 제1도전층(321)에 접촉되며, 제1비 접촉 영역(33)은 상기 제1개구부(TH1) 및 제1도전층(321)과 Z 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1비 접촉 영역(33)은 상기 제1도전층(321)과 대응되므로, 상기 제1접촉 영역(21,22)을 상기 제1도전층(321)으로부터 이격시켜 줄 수 있다. 상기 제1비 접촉 영역(23)과 대응되는 상기 제1도전층(321)의 상면은 오목한 곡면(C1)을 구비할 수 있다. 상기 제1비 접촉 영역(33)은 Y 방향으로 제1접촉 영역(21,22)들 사이에 배치되거나, 상기 발광 소자(120)의 Y 방향의 에지 부분보다는 센터에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제2본딩패드(122)은 도 5와 같이, 제2접촉 영역(31,32)이 상기 제1개구부(TH1)에 채워지는 제2도전층(322)에 접촉되며, 상기 제2비 접촉 영역(33)은 상기 제2개구부(TH2)와 제2도전층(322)과 Z 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2비 접촉 영역(33)은 상기 제2도전층(322)과 대응되므로, 상기 제2접촉 영역(31,32)을 상기 제2도전층(322)으로부터 이격시켜 줄 수 있다. 상기 제2비 접촉 영역(33)과 대응되는 상기 제2도전층(322)의 상면은 오목한 곡면(C1)을 포함할 수 있다. 상기 제2비 접촉 영역(33)은 Y 방향으로 제2접촉 영역(31,32)들 사이에 배치되거나, 상기 발광 소자(120)의 Y 방향의 에지 부분보다는 센터에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제1,2본딩패드(121,122)의 제1,2비 접촉 영역(23,33)의 외측은 상기 접착제(130) 및 도 23과 같은 수지부(135) 중 적어도 하나가 배치될 수 있어, 도전층의 유동을 차단할 수 있다.
상기 도전층(321,322)과 상기 본딩패드(121,122) 사이의 접촉 면적은 비 접촉된 영역에 의해 상기 각 개구부(TH1,TH2)의 상면 면적보다 작을 수 있다. 상기 본딩패드(121,122)의 각 접촉 영역은 원 형상이거나, 다각형 형상이거나, 타원 형상이거나, 곡선 또는 직선을 갖는 형상을 포함할 수 있다. 상기 각 본딩패드(121,122)의 비 접촉 영역은 하 방향으로 오픈되고 X 방향, Y방향 및 대각선 방향 중 적어도 한 방향으로 오픈될 수 있으며, 바텀뷰 형상이 원 형상, 다각형 형상, 타원 형상, 또는 비정형 형상을 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제1,2도전층(321,322)이 상기 본딩패드(121,122)의 제1,2접촉 영역(21,22,31,32)에 접촉될 때, 상기 제1,2접촉 영역(21,22,31,32)의 면적은 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)와 중첩되는 부분(20,30)의 면적으로서, 상기 제1,2도전층(321,322)를 구성하는 파티클(320) 또는 파우더(이하 파티클로 설명함)의 면적보다 클 수 있다. 상기 파이클(320)는 10 마이크로 미터 이상 예컨대, 10 내지 40마이크로 미터의 범위, 20내지 40마이크로 미터의 범위를 포함할 수 있다. 상기 파티클(320)의 재질이 상기 범위를 벗어난 경우, 상기 개구부(TH1,TH2)에 채워지는 솔더 페이스트의 인쇄성, 젖음성이 저하될 수 있어, 고도의 신뢰성을 유지할 수 없다.
상기 본딩패드(121,122)의 제1,2접촉 영역(21,22,31,32)에서 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)와 중첩되는 부분(20,30)의 면적은 상기 파티클(320)의 면적의 2배 이상일 수 있다. 예컨대, 상기 파티클(320)의 반경이 r인 경우, 상기 제1,2도전층(321,322) 각각과 접촉되는 각 접촉 영역(21,22,32,33)의 최소 면적은 π×r2로 구해지는 파티클 면적의 2배 이상일 수 있으며, 예컨대 n×π×r2의 면적 이상이며, 상기 n≥≥2 이상일 수 있다. 이러한 제1,2본딩패드(121,122)의 제1,2접촉 영역(21,22,31,32)이 상기 파이클(320)의 면적의 최소 2배 이상으로 제공되므로, 솔더 페이스트의 인쇄성, 젖음성이 개선될 수 있고 고도의 신뢰성을 유지할 수 있다.
상기 본딩패드(121,122)의 상기 제1,2비 접촉 영역(23,33)에서 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)와 중첩되는 최소 면적은 상기 파티클(320)의 사이즈의 1.5배 이상일 수 있다. 예컨대, 상기 파티클(320)의 반경이 r인 경우, 상기 제1,2도전층(321,322) 각각과 비 접촉되는 비 접촉 영역(23,33)의 최소 면적은 π×r2로 구해지는 면적의 1.5배 이상일 수 있다. 이러한 제1,2본딩패드(121,122)의 제1,2비 접촉 영역(23,33)이 상기 파이클(320)의 면적의 최소 1.5 배 이상으로 제공되므로, 상기 제1,2도전층(321,322)이 상기 개구부(TH1,TH2) 상에서 본딩패드(121,122)과 접촉되는 면적을 줄일 수 있고, 상기 각 본딩패드(121,122)을 끌어당기는 힘을 분산시켜 줄 수 있어, 본딩패드(121,122)의 접촉 불량을 줄이고 신뢰성은 개선시켜 줄 수 있다.
도 8과 같이, 본딩패드(121,122)에서 비 접촉 영역(23,33)이 X 방향으로 형성된 경우, Y 방향의 접촉 영역(21,22,31,32)의 너비(W31,W41,W42)는 상기 파티클 직경의 2배 이상일 수 있으며, 예컨대 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 너비(W31,W41,W42)는 40 마이크로 미터 이상 예컨대, 40 내지 100 마이크로 미터의 범위로 형성될 수 있다. 상기 비 접촉 영역(23,33)은 Y 방향의 너비(W32,W43)가 상기 파티클 직경의 직경의 1.5배 이상일 수 있다. 상기 비 접촉 영역(23,33)의 Y 방향의 너비(W32,W43)는 30마이크로 미터 이상 예컨대, 30마이크로 미터 내지 80마이크로 미터의 범위로 형성될 수 있다. 상기 비 접촉 영역(23,33)은 X 방향의 너비는 상기 Y 방향의 너비(W32,W43)와 같거나 클 수 있다. 상기 본딩패드(121,122)의 접촉 영역(21,22,31,32)과 비 접촉 영역(23,33)이 상기의 너비를 가지는 경우, 각 접촉 영역(21,22,31,32)에서 상기 각 본딩패드(121,122)을 끌어당기는 힘을 분산시켜 줄 수 있어, 본딩패드(121,122)의 불량을 줄이고 신뢰성은 개선시켜 줄 수 있다.
도 6과 같이, 제1본딩패드(121)의 둘레에 보호층(129)이 배치될 수 있다. 상기 보호층(129)은 상기 제1본딩패드(121)의 바닥 면을 덮지 않는 영역 예컨대, 상기 제1프레임(111)과 대면하는 영역이 노출시켜 줄 수 있다. 상기 보호층(129)은 상기 제1본딩패드(121)의 두께보다 작은 두께를 갖고 상기 제1본딩패드(121)을 지지 및 보호할 수 있다. 상기 제1도전층(321)과 제1본딩패드(121) 사이의 접착력(F1,F2)은 상기 제1개구부(TH1) 내에서 분산될 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)의 비 접촉 영역(23)은 상기 보호층(129) 상에 배치되어, 도전층(321,322)과 대면할 수 있다. 상기 제2본딩패드(122) 및 이의 주변에 배치된 상기의 보호층(129)은 상기의 구성과 동일할 수 있으며, 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 7과 같이, 제1본딩패드(121)의 둘레에 보호층(129)이 배치될 수 있다. 상기 보호층(129)은 상기 제1본딩패드(121)의 바닥 면의 외곽 둘레를 덮고 상기 제1본딩패드(121)의 바닥면의 내부 영역을 노출시켜 줄 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)의 바닥 면에는 상기 제1도전층(321)이 접촉될 때, 상기 보호층(129)이 상기 제1본딩패드(121)을 지지할 수 있다. 여기서, 상기 보호층(129)은 상기 제1도전층(321)과 부분적으로 접촉되거나, 비 접촉되거나, 접촉되는 부분과 비 접촉되는 부분을 포함할 수 있다. 상기 제1도전층(321)과 제1본딩패드(121) 사이의 접착력(F1,F2)은 상기 제1개구부(TH1) 내에서 분산될 수 있다. 이러한 제1본딩패드(121) 상에 배치된 상기 보호층(129)에 의해 비 접촉 영역(23)의 면적을 조절할 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)의 비 접촉 영역(23)은 상기 보호층(29) 상에 배치되어, 제1도전층(321)과 대면할 수 있다. 상기 제2본딩패드(122) 및 이의 주변에 배치된 상기의 보호층(129)은 상기의 설명을 참조하기로 하며, 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 4 및 도 5와 같이, 제1,2개구부(TH1,TH2)에 도전층(321,322)이 채워지면, 상기 채워지는 도전층(321,322)은 상기 본딩패드(121,122)의 접촉 영역(21,22,31,32)과 접촉되고, 비 접촉 영역(23,33)을 통해 측 방향으로 누출될 수 있다. 예를 들면, 도 8과 같이 상기 본딩패드(121,122)의 비 접촉 영역(23,33)이 오픈되는 측 방향(F3,F4)으로 상기 도전층(321,322)이 유출될 수 있다. 이때, 도 3과 같이 상기 접착제(130)는 상기 발광 소자(120)와 몸체(113) 사이에 접촉되어, 상기 도전층(321,322)이 접착제(130) 방향으로 누설되는 것을 차단할 수 있다.
도 8과 같이, 상기 본딩패드(121,122)의 연결부(124,134)는 프레임(111,112)과 인접하거나 상기 도전층(321,322)에 접착되어, 도 3과 같이 상기 도전층(321,322)이 유출되는 것을 차단할 수 있다.
도 10은 개구부와 전극의 다른 예로서, 제1개구부(TH1)의 Y 방향 길이(W2)는 제1본딩패드(121)의 Y 방향 길이(W1)보다 클 수 있다. 제2개구부(TH2)의 Y 방향 길이(W5)는 제2본딩패드(122)의 Y 방향 길이(W6)보다 클 수 있다. 이는 제1,2본딩패드(121,122) 중 적어도 하나는 Y 방향의 길이(W1,W5)가 제1,2개구부(TH1,TH2) 중 적어도 하나의 Y 방향의 길이(W2,W6)보다 작을 수 있다. 이 경우 상기 본딩패드(121,122)들의 비 접촉 영역은 더 증가될 수 있다.
도 11과 같이, 복수의 전극 중 적어도 하나(121)는 내부의 접촉 영역(21A)과 외부의 접촉 영역(21B)을 구비하며, 상기 내부의 접촉 영역(21A)과 외부의 접촉 영역(21B) 사이에 비 접촉 영역(23)이 배치될 수 있다. 상기 비 접촉 영역(23)은 상기 내부 및 외부 접촉 영역(21A,21B) 사이를 분리시켜 줄 수 있다. 이러한 본딩패드(121)이 내부 및 외부 접촉영역(21A,21B)으로 분리된 경우, 다른 패턴으로 서로 연결시켜 줄 수 있다. 상기 전극은 도 12와 같이 제1,2전극에 적용될 수 있다.
도 12와 같이, 상기 제1본딩패드(121)은 내부 및 외부 접촉 영역(121A,121B) 사이에 비 접촉 영역(123)이 배치될 수 있다. 이 경우 상기 외부 접촉 영역(121B)은 프레임(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2본딩패드(122)은 내부 및 외부 접촉 영역(31A,32A) 사이에 비 접촉 영역(33)이 배치될 수 있으며, 프레임(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1,2본딩패드(121,122)의 접촉 영역(121A,122A,131A,132A)은 프레임(111,112)과 접촉되는 면적이 상기 도전층(321,322)과 접촉되는 면적보다 더 클 수 있다. 이에 따라 각 본딩패드(121,122)의 접촉 영역(121A,122A,131A,132A)을 분리하더라도, 전기적인 특성 저하를 방지할 수 있고, 전극을 끌어당기는 힘을 줄여줄 수 있다. 상기 외부 접촉 영역(21B,32A)의 너비는 상기 파이클 직경의 2배 이상일 수 있어, 프레임(111,112)과 안정적으로 연결될 수 있다.
상기 제1본딩패드(121)의 상면 면적은 상기 제2본딩패드(122)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 상기 제1개구부(TH1)의 상면 면적은 상기 제2개구부(TH2)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다.
도 13을 참조하면, 복수의 전극 중 적어도 하나는 복수의 접촉 영역(21A,21B)이 연결부(24)로 연결될 수 있다. 상기 연결부(24)의 위치는 상기 복수의 접촉 영역(21A,21B)의 센터 위치일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 연결부(24)는 각 접촉 영역(21A,21B)에 대해 수직하거나 경사진 방향으로 연장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 연결부(24)는 하나 또는 복수일 수 있다. 상기 연결부(24)는 도전층(321,322)과 접촉되는 영역일 수 있다. 상기 전극의 형태는 도 14와 같이 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 제1본딩패드(121)은 복수의 접촉 영역(21A,21B) 사이에 연결부(24), 및 상기 연결부(24)의 양측에 비 접촉 영역(23)이 배치될 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)은 복수의 접촉 영역(21A,21B) 사이에 연결부(24)가 연결되어, 도전층과 접촉될 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)의 비 접촉 영역(23)은 상기 연결부(24)에 의해 양측으로 분리될 수 있다. 상기 연결부(24)의 최소 너비는 상기 파티클 직경보다 크거나 작을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1본딩패드(121)은 복수의 접촉 영역(21A,21B) 사이에 연결부(24)가 각각 배치되며, 도전층)과 접촉될 수 있다. 상기 제1본딩패드(121)은 X 방향의 너비와 Y 방향의 길이가 개구부보다 클 수 있다.
상기 제2본딩패드(122)은 복수의 접촉 영역(31A,31B) 사이에 연결부(34), 및 상기 연결부(34)의 양측에 비 접촉 영역(33)이 배치될 수 있다. 상기 제2본딩패드(122)은 복수의 접촉 영역(31A,31B) 사이에 연결부(34)가 각각 배치되며, 도전층과 접촉될 수 있다. 상기 제2본딩패드(122)은 X 방향의 너비와 Y 방향의 길이가 개구부보다 클 수 있다.
상기 제1본딩패드(121)의 상면 면적은 상기 제2본딩패드(122)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 상기 제1개구부(TH1)의 상면 면적은 상기 제2개구부(TH2)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다.
도 15 내지 도 18은 실시 예에 따른 전극의 변형 예들이다.
도 15과 같이, 본딩패드(121,122)은 내부 접촉 영역(25)과 외부 접촉 영역(26)이 대각선 방향으로 연결부(27)에 의해 각각 연결될 수 있다. 상기 외부 접촉 영역(26)은 연결부(27)에 의해 2개 이상의 비 접촉 영역(28)이 배치될 수 있다. 상기 비 접촉 영역(28)의 최소 너비는 파티클 직경의 1.5배 이상일 수 있으며, 상기 접촉 영역(25,26)의 최소 너비는 상기 파티클 직경의 2배 이상일 수 있다. 분산된 접촉 영역(25,26)에 의해 도전층인 솔더 페이스트의 인쇄성, 젖음성이 개선될 수 있고 고도의 신뢰성을 유지할 수 있다. 상기 내부, 외부 접촉영역(25,26)은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다.
도 16과 같이, 본딩패드(121,122)은 복수의 접촉 영역(35,36)이 다각형 형상의 코너 부분에 배치되고, 각 접촉 영역(35,36)들을 연결부(37)로 연결시켜 줄 수 있다. 상기 각 접촉 영역(35,36)은 원 형상이거나, 다각형 형상이거나, 타원 형상일 수 있다. 상기 각 접촉 영역(35,36)은 곡선 또는 직선을 갖는 형상을 포함할 수 있다. 상기 각 접촉 영역(35,36) 사이는 비 접촉 영역(37)일 수 있다. 상기 비 접촉 영역(37)의 최소 너비는 파티클 직경의 1.5배 이상일 수 있으며, 상기 접촉 영역(35,36)의 최소 너비는 상기 파티클 직경의 2배 이상일 수 있다. 상기 도전층(321,322)인 솔더 페이스트의 인쇄성, 젖음성이 개선될 수 있고 고도의 신뢰성을 유지할 수 있다.
도 17과 같이, 본딩패드(121,122)은 복수의 접촉 영역(41,42)이 매트릭스 형태로 배열될 수 있으며, 이드 접촉 영역(41,42)은 연결부(44)로 연결될 수 있다. 상기 각 접촉 영역(41,42) 사이는 비 접촉 영역(43)일 수 있다. 상기 비 접촉 영역(43)은 2개 또는 3개 이상이 연결부(44)에 의해 분리될 수 있다. 상기 접촉 영역(41,42)은 상기 비 접촉 영역(43)의 적어도 세 변을 감싸게 배치되며, 상기 비 접촉 영역(43)은 상기 접촉 영역(41,42)의 면적보다 작을 수 있다.
상기 비 접촉 영역(43)의 최소 너비는 파티클 직경의 1.5배 이상일 수 있으며, 상기 접촉 영역(41,42)의 최소 너비는 상기 파티클 직경의 2배 이상일 수 있다. 상기 비 접촉 영역(38)의 둘레에 접촉 영역(35,36)을 배치함으로써, 도전층과의 접합시 솔더 페이스트의 인쇄성, 젖음성이 개선될 수 있고 고도의 신뢰성을 유지할 수 있다.
도 18과 같이, 본딩패드(121,122)은 비 접촉 영역(47)의 둘레에 접촉 영역(45)이 배치될 수 있다. 상기 접촉 영역(45)은 상기 비 접촉 영역(47)의 둘레를 차단하며, 상기 비 접촉 영역(47)의 면적보다 크게 배치될 수 있다. 상기 비 접촉 영역(47)의 최소 너비는 파티클 직경의 1.5배 이상일 수 있으며, 상기 접촉 영역(45)의 최소 너비는 상기 파티클 직경의 2배 이상일 수 있다. 상기 비 접촉 영역(47)의 둘레에 접촉 영역(45)을 배치함으로써, 도전층과의 접합시 솔더 페이스트의 인쇄성, 젖음성이 개선될 수 있고 고도의 신뢰성을 유지할 수 있다.
실시 예는 상기 제1,2본딩패드(121,122)은 접촉 영역을 통해 도전층과 연결될 수 있으며, 비 접촉 영역을 통해 개구부 상에서 도전층과 분리될 수 있다. 상기 접촉 영역은 상기 도전층을 통해 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1,2본딩패드(121,122)의 접촉 영역은 프레임과 접촉되는 면적이 상기 도전층과 접촉되는 면적보다 클 수 있다. 이에 따라 각 전극의 접촉 영역을 분리하더라도, 전기적인 특성 저하를 방지할 수 있고, 전극을 끌어당기는 힘을 줄여줄 수 있다. 상기 외부 접촉 영역의 너비는 상기 파이클 직경의 2배 이상일 수 있어, 프레임과 안정적으로 연결될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 다른 예로서, 도 23에 도시된 바와 같이 수지부(135)를 포함할 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제2 프레임(112)과 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 패키지 몸체(110)에 제공된 캐비티(C)의 바닥 면에 제공될 수 있다.
상기 수지부(135)는 상기 제1 본딩패드(121)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제2 본딩패드(122)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 반도체층(123)의 아래에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 수지부(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 수지부(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 수지부(135)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 수지부(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 프레임(111) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제2 프레임(112) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 수지부(135)는 상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제2 본딩패드(122)의 주위를 밀봉시킬 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(120) 외측면 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 발광소자(120)의 외측면 방향으로 확산되어 이동할 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)이 상기 발광소자(120)의 활성층과 접할 수 있어 단락에 의한 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 수지부(135)가 배치되는 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과 활성층에 의한 단락을 방지할 수 있어 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 수지부(135)가 화이트 실리콘과 같은 반사 특성이 있는 물질을 포함하는 경우, 상기 수지부(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.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예에 의하면, 상기 수지부(135)가 별도로 제공되지 않고, 상기 몰딩부(140)가 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)에 직접 접촉되도록 배치될 수도 있다.
도 24는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 다른 예이다.
도 24를 참조하면, 발광 소자 패키지는 제1프레임(111) 상에 제1상부 리세스(R3)와 제2프레임(112) 상에 제2상부 리세스(R4)가 배치될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R3)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R3)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R3)는 상기 제1 개구부(TH1)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 상부 리세스(R3)는, 탑뷰 형상이 상기 제1 본딩패드(121)의 세 변에 인접하게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 상부 리세스(R3)는 상기 제1 본딩패드(121)의 3변 이상을 감싸는 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제2 상부 리세스(R4)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 제2 상부 리세스(R4)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제2 상부 리세스(R4)는 상기 제2 개구부(TH2)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 상부 리세스(R4)는, 탑뷰 형상이 상기 제2 본딩패드(122)의 세 변에 인접하게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 상부 리세스(R4)는 상기 제2 본딩패드(122)의 세 변의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
상기 수지부(135)는 상기 제1 상부 리세스(R3)와 상기 제2 상부 리세스(R4)에 제공될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제1 본딩패드(121)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제1 상부 리세스(R3)에 제공될 수 있으며, 상기 제1 본딩패드(121)이 배치된 영역까지 연장되어 제공될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 반도체층(123)의 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1 상부 리세스(R3)의 끝단으로부터 상기 발광소자(120)의 인접한 끝단까지의 거리(L11)는 수백 마이크로 미터 이하로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 상부 리세스(R3)의 끝단으로부터 상기 발광소자(120)의 인접한 끝단까지의 거리(L11)는 200 마이크로 미터에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 상부 리세스(R3)의 끝단으로부터 상기 발광소자(120)의 인접한 끝단까지의 거리(L11)는, 상기 제1 상부 리세스(R3)에 채워지는 상기 수지부(135)의 점성 등에 의하여 결정될 수 있다.
상기 제1 상부 리세스(R3)의 끝단으로부터 상기 발광소자(120)의 인접한 끝단까지의 거리(L11)는, 상기 제1 상부 리세스(R3)에 도포된 상기 수지부(135)가 상기 제1 본딩패드(121)이 배치된 영역까지 연장되어 형성될 수 있는 거리로 선택될 수 있다.
또한, 상기 수지부(135)는 상기 제2 본딩패드(122)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제2 상부 리세스(R4)에 제공될 수 있으며, 상기 제2 본딩패드(122)이 배치된 영역까지 연장되어 제공될 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 반도체층(123)의 아래에 배치될 수 있다.
또한, 상기 수지부(135)는 상기 반도체층(123)의 측면에도 제공될 수 있다. 상기 수지부(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 수지부(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.
상기 제1 상부 리세스(R3)와 상기 제2 상부 리세스(R4)는 상기 수지부(135)가 제공될 수 있는 충분한 공간을 제공할 수 있다. 예로서, 상기 수지부(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 수지부(135)는 반사성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 TiO2 및/또는 Silicone을 포함하는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 수지부(135)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 수지부(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 프레임(111) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 발광소자(120)와 상기 제2 프레임(112) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 수지부(135)는 상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제2 본딩패드(122)의 주위를 밀봉시킬 수 있다. 상기 수지부(135)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(120) 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다.
상기 수지부(135)가 화이트 실리콘과 같은 반사 특성이 있는 물질을 포함하는 경우, 상기 수지부(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.
한편, 발광 소자 패키지에 있어서, 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 개구부에 먼저 형성되고, 상기 수지부(135)와 상기 몰딩부(140)가 형성되거나, 상기 수지부(135)와 상기 몰딩부(140)가 먼저 형성되고, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 뒤에 형성될 수도 있다. 또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법의 또 다른 예에 의하면, 상기 수지부(135)가 형성되지 않고, 상기 패키지 몸체(110)의 캐비티 내에 상기 몰딩부(140)만 형성될 수도 있다.
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 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 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩패드와 제2 본딩패드는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점이 일반적인 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.
<광원모듈>
도 25를 참조하면, 실시 예에 따른 광원 모듈(300)은 회로기판(310) 상에 하나 또는 복수의 발광소자 패키지(100)가 배치될 수 있다.
상기 회로기판(310)은 제1 패드(311), 제2 패드(312), 기판(313)을 포함할 수 있다. 상기 기판(313)에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
발광소자 패키지(100)의 상기 제1 개구부(TH1)의 제1도전층(321)을 통해 회로 기판(310)의 제1패드(311)에 연결되어 상기 제1 본딩패드(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2)의 제2도전층(322)을 통해 회로 기판(310)이 제2패드(312)와 연결되어 상기 제2 본딩패드(122)에 전원이 연결될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 기판(313)은 연성 또는 비 연성 부재일 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 상기 회로기판(310) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 패드(311)와 상기 제1 본딩패드(121)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 패드(312)와 상기 제2 본딩패드(122)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 패드(311)와 상기 제2 패드(312)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 패드(311)와 상기 제2 패드(312)는 Ti, Cu, Ni, Au, Cr, Ta, Pt, Sn, Ag, P, Fe, Sn, Zn, Al를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 제1 패드(311)와 상기 제2 패드(312)는 단층 또는 다층으로 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)이 절연성 프레임으로 형성된 경우, 제1,2도전층(321,322)을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)이 전도성 프레임으로 형성된 경우, 제1,2도전층(321,322)과 상기 제1,2프레임(111,112)을 통해 전원을 공급받을 수 있다.
도 26은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 광원 모듈의 다른 예이다.
도 26을 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 회로 기판(410) 상에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 회로기판(410)은 제1 패드(411), 제2 패드(412), 기판(413)을 포함할 수 있다. 상기 기판(313)에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 상기 회로기판(410) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 패드(411)와 상기 제1 본딩패드(121)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 패드(412)와 상기 제2 본딩패드(122)이 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 회로기판(410)의 상기 제1 패드(411)와 상기 제1 도전층(321)이 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(410)의 상기 제2 패드(412)와 상기 제2 도전층(322)이 전기적으로 연결될 수 있다. 기 제1 패드(411)가 상기 제1 프레임(111)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 패드(412)가 상기 제2 프레임(112)에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 패드(411)와 상기 제1 프레임(111) 사이에 별도의 본딩층이 추가로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 제2 패드(412)와 상기 제2 프레임(112) 사이에 별도의 본딩층이 추가로 제공될 수도 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자의 제1 본딩패드와 제2 본딩패드는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 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. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 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.
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 패키지에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩패드와 제2 본딩패드는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점이 일반적인 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.
<제2실시 예>
도 27 및 도 28은 제2실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 측 단면도들이다.
도 27 및 도 28과 같이, 발광소자 패키지(300)는, 몸체(110B) 및 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110B)는 상부에 오목한 캐비티(C)를 제공할 수 있다. 상기 캐비티(C)는 입사된 광을 상부 방향으로 반사시킬 수 있다. 상기 캐비티(C)는 바닥면에 대해 경사진 측면을 가질 수 있다. 상기 몸체(110B)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(110B)는 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩패드(121), 제2 본딩패드(122), 반도체층을 갖는 발광부(123)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(120)의 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 도 29 및 도 30과 같이, 제1본딩패드(1172)은 접촉 영역이 영역에 따라 다른 크기로 제공될 수 있다. 도 30은 도 29의 제1,2본딩패드(1172,1171)의 형상 및 크기를 변형하여, 접촉 영역과 비 접촉 영역의 크기를 변경한 예이다.
상기 발광소자(120)는 상기 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(121)은 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(122)은 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다.
상기 몸체(110B)는 복수의 개구부 예컨대, 제1개구부(TH1)과 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩패드(121) 아래에 배치되고 상기 몸체(110B)의 하부에 관통될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩패드(121)과 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩패드(122) 아래에 배치되고 상기 몸체(110B)의 하부를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩패드(122)과 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제1본딩패드(121) 및 제2본딩패드(122) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기에 개시된 접촉 영역과, 비 접촉 영역을 포함할 수 있으며, 구체적인 설명은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다. 예컨대, 제1본딩패드(121)은 도 28과 같이, 제1접촉 영역(21,22)와 제1비 접촉 영역(33)(23)을 포함할 수 있다.
상기 몸체(110B)에는 리세스(R)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110B)의 하면으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2본딩패드(121,122) 사이의 영역과 중첩되게 배치될 수 있다.
접착제(130)는 상기 리세스(R)에 배치될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 캐비티(C)의 바닥면 사이에 배치될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 제1 본딩패드(121)과 상기 제2 본딩패드(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 접착제(130)는 상기 제1 본딩패드(121)의 측면과 상기 제2 본딩패드(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)와 몸체(110B) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 접착제(130)는 예로서 몸체(110)의 캐비티(C)의 바닥면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 접착제(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 예로서, 상기 접착제(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.
상기 접착제(130)는 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 접착제(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(300)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 개구부(TH1,TH2)의 깊이(T2)보다 작을 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 접착제(130)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)이 깊이(T1)는 상기 마운트부(111)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자패키지(300)에 크랙이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 예로서, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 40 마이크로 미터 이상 예컨대, 40 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1,2 개구부(TH1,TH2)의 180 마이크로 미터 이상 예컨대, 180 내지 220 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 깊이 (T2-T1)는 적어도 100 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있다. 실시 예에 의하면, T1 깊이와 T2 깊이의 비(T2/T1)는 2 내지 10으로 제공될 수 있다. 예로서, T2의 깊이가 200 마이크로 미터로 제공되는 경우, T1의 깊이는 20 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 Y 방향 길이는 상기 제1,2개구부(TH1,TH2)의 길이)에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 상기 제1,2 개구부(TH1,TH2)의 Y 방향 길이는 상기 발광소자(120)의 단축 방향 길이에 비해 더 작게 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)의 Y방향 길이는 상기 발광소자(120)의 단축 방향 길이에 비해 더 크거나 작게 제공될 수 있다.
상기 제1,2개구부(TH1,TH2)에는 도전층(411,412)가 배치될 수 있으며, 상기 도전층(411,412)는 전도성 재질로서, 상기 제1,2본딩패드(121,122)와 접촉되어 연결될 수 있다. 상기 도전층(411,412)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, 접촉, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전층(411,412)는 솔더 페이스트로서, 파우더 또는 파티클과 플럭스의 혼합으로 형성될 수 있다. 상기 솔더 페이스트는 Sn-Ag-Cu를 포함할 수 있으며, 각 금속의 중량%는 달라질 수 있다. 예로서, 제1 도전층(411)과 제2 도전층(412)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.
이러한 도전층(411,412)는 개구부(TH1,TH2) 상에서 각 본딩패드(121,122)의 접촉 영역과 접촉되고 비 접촉 영역과 비 접촉될 수 있다. 이러한 구성은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 이러한 도전층(411,412)이 각 개구부(TH1,TH2) 상에서 상기 본딩패드(121,122)와 비 접촉 영역을 갖게 되므로, 상기 도전층(411,412)에 의해 본딩패드(121,122)에 미치는 손해를 차단할 수 있다. 즉, 상기 도전층(411,412)이 상기 본딩패드(121,122)을 끌어당기는 힘을 분산시켜 줄 수 있어, 전극 손해를 차단할 수 있다.
상기한 도 28 및 도 29의 패키지에는 상기에 개시된, 수지부를 포함하거나, 수지부 및 상부 리세스를 포함할 수 있다.
<발광소자>
실시 예에 따른 발광소자 패키지에는 예로서 플립칩 발광소자가 제공될 수 있다. 예로서, 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자로 제공될 수 있으며, 5면 방향으로 빛이 방출되는 반사형 플립칩 발광소자로 제공될 수도 있다. 상기 5면 방향으로 빛이 방출되는 반사형 플립칩 발광소자는 상기 몸체에 가까운 방향으로 절연층이 배치된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 반사형 플립칩 발광소자는 하부에 절연성 절연층(예를 들어 Distributed Bragg Reflector, Omni Directional Reflector 등) 및/또는 전도성 절연층(예를 들어 Ag, Al, Ni, Au 등)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 6면 방향으로 빛이 방출되는 플립칩 발광소자는 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 본딩패드, 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 본딩패드를 가지며, 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드 사이에서 빛이 방출되는 수평형 발광소자로 제공될 수 있다.
또한, 상기 6면 방향으로 빛이 방출되는 플립칩 발광소자는, 상기 제1 및 제2 본딩패드 사이에 절연층이 배치된 반사 영역과 빛이 방출되는 투과 영역을 모두 포함하는 투과형 플립칩 발광소자로 제공될 수 있다.
여기서, 투과형 플립칩 발광소자는 상부면, 4개의 측면, 하부면의 6면으로 빛이 방출되는 소자를 의미한다. 또한, 반사형 플립칩 발광소자는 상부면, 4개의 측면의 5면으로 빛이 방출되는 소자를 의미한다.
그러면, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 플립칩 발광소자의 예를 설명하기로 한다.
먼저, 도 29 내지 도 31을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자를 설명하기로 한다. 도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이고, 도 30은 도 29의 제1,2전극의 크기를 다르게 배치한 예이고, 도 31의 (a)(b)는 도 29의 A-A라인에 따른 제1본딩패드, 제2본딩패드를 설명하기 위한 도면이다.
도 29를 도시함에 있어, 제1 본딩패드(1172)과 제2 본딩패드(1171) 아래에 배치되지만, 상기 제1 본딩패드(1172)에 전기적으로 연결된 제1 전극과 상기 제2 본딩패드(1171)에 전기적으로 연결된 제2 전극이 보일 수 있도록 도시되었다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 도 31과 같이 기판(1105) 위에 배치된 발광구조물(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 형성될 수 있으며, 예컨대 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광구조물(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 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(1111)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(1113)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(1111)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(1113)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 오믹접촉층을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다. 예로서, 상기 오믹접촉층은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층은 투광성의 물질을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층은, 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, 도 29 및 도 31에 도시된 바와 같이, 절연층을 포함할 수 있다. 상기 절연층은 제1 절연층 및 제2 절연층을 포함할 수 있다. 상기 절연층은 상기 오믹접촉층 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 절연층은 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상부 면을 노출시키는 복수의 제2 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층은 상기 오믹접촉층을 노출시키는 제1 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층은 상기 오믹접촉층 위에 배치된 복수의 제1 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이로 방출되는 빛이 상기 리세스(R) 영역에 배치된 상기 접착제(130)로 입사될 수 있다. 상기 발광소자의 하부 방향으로 방출된 빛이 상기 접착제(도 3의 130)에 의하여 광 확산될 수 있고, 광 추출효율이 향상될 수 있게 된다. 상기 제1,2절연층 사이에 다른 절연층이 더 배치되어, 광이 접착제 방향으로 입사되는 것을 반사할 수 있다.
상기 절연층 중 적어도 하나는 절연성 절연층으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 절연성 절연층은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연성 절연층은 ODR(Omni Directional Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연성 절연층은 DBR층과 ODR층이 적층되어 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 도 29에 도시된 바와 같이, 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극은 상기 제2 개구부 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층(1111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극은 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 전극은 상기 제1 절연층에 제공된 제2 개구부를 통하여 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 개구부와 상기 리세스는 수직으로 중첩할 수 있고 예로서, 상기 제1 전극은, 도 29 및 도 31에 도시된 바와 같이, 복수의 리세스 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 위에 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 전극과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 사이에 상기 오믹접촉층이 배치될 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제2 절연층에 제공된 제1 개구부를 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극은, 도 31에 도시된 바와 같이, 복수의 P 영역에서 상기 오믹접촉층을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극은, 도 31에 도시된 바와 같이, 복수의 P 영역에서 상기 제2 절연층에 제공된 복수의 제1 개구부를 통하여 상기 오믹접촉층의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
실시 예에 의하면, 도 28 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 극성을 가질 수 있고, 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 전극은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 전극은 이웃된 복수의 제2 전극 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극은 이웃된 복수의 제1 전극 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 다른 극성으로 구성되는 경우, 서로 다른 개수의 전극으로 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 전극이 n 전극으로, 상기 제2 전극이 p 전극으로 구성되는 경우 상기 제1 전극보다 상기 제2 전극의 개수가 더 많을 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 전기 전도도 및/또는 저항이 서로 다른 경우, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 의해 상기 발광구조물(1110)로 주입되는 전자와 정공의 균형을 맞출 수 있고 따라서 상기 발광소자의 광학적 특성이 개선될 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 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.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 표면에 보호층을 포함할 수 있다. 상기 보호층은 상기 제2 전극을 노출시키는 복수의 제3 개구부이 배치되며, 상기 제2 전극에 제공된 복수의 가지 전극에 대응되어 배치될 수 있다. 상기 제3개구부는 실시 예에 따른 가지 전극이 될 수 있고, 상기 보호층이 덮혀진 영역은 비 접촉 영역이 될 수 있다.
상기 보호층은 상기 제1 전극을 노출시키는 복수의 제4 개구부를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제4 개구부는 상기 제1 전극에 제공된 복수의 가지 전극에 대응되어 배치될 수 있다. 상기 보호층은 상기 절연층 위에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 보호층은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 도 29 및 도 31의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 상기 보호층 위에 배치된 제1 본딩패드(1172)과 제2 본딩패드(1171)을 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩패드(1172)은 상기 제1 절연층 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(1171)은 상기 제2 절연층 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(1172)은 복수의 가지 전극에서 상기 보호층에 제공된 복수의 상기 제4 개구부를 통하여 상기 제1 전극의 상부 면에 접촉될 수 있다. 상기 복수의 가지 영역은 상기 제2 개구부와 수직으로 어긋나도록 배치될 수 있다. 상기 복수의 가지 전극과 상기 제2 개구부가 서로 수직으로 어긋나는 경우, 상기 제1 본딩패드(1172)으로 주입되는 전류가 상기 제1 전극의 수평 방향으로 골고루 퍼질 수 있고, 따라서 상기 복수의 가지 전극에서 전류가 골고루 주입될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩패드(1171)은 복수의 상기 제3 개구부를 통하여 상기 제2 전극의 상부 면에 접촉될 수 있다. 상기 복수의 PB 영역과 상기 복수의 제1 개구부가 수직으로 중첩되지 않도록 하는 경우 상기 제2 본딩패드(1171)으로 주입되는 전류가 상기 제2 전극의 수평 방향으로 골고루 퍼질 수 있고, 따라서 상기 복수의 PB 영역에서 전류가 골고루 주입될 수 있다.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제1 전극은 상기 복수의 제4 개구부 영역에서 접촉될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(1171)과 상기 제2 전극이 복수의 영역에서 접촉될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 복수의 영역을 통해 전원이 공급될 수 있으므로, 접촉 면적 증가 및 가지 전극의 분산에 따라 전류 분산 효과가 발생되고 동작전압이 감소될 수 있는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 도 31에 도시된 바와 같이, 상기 제1 절연층이 상기 제1 전극 아래에 배치되며, 상기 제2 절연층이 상기 제2 전극 아래에 배치된다. 이에 따라, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 상기 발광구조물(1110)의 활성층(1112)에서 발광되는 빛을 반사시켜 제1 전극과 제2 전극에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 활성층(1112)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 의하면, 이에 한정하지 않고, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 상기 활성층(1112)에서 발광하는 빛의 파장에 따라 상기 활성층(1112)에서 발광하는 빛에 대한 반사도를 조절할 수 있도록 자유롭게 선택될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 ODR층으로 제공될 수도 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층은 DBR층과 ODR층이 적층된 일종의 하이브리드(hybrid) 형태로 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자가 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 발광소자 패키지로 구현되는 경우, 상기 발광구조물(1110)에서 제공되는 빛은 상기 기판(1105)을 통하여 방출될 수 있다. 상기 발광구조물(1110)에서 방출되는 빛은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층에서 반사되어 투광성의 기판(1105) 방향으로 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광구조물(1110)에서 방출되는 빛은 상기 발광구조물(1110)의 측면 방향으로도 방출될 수 있다. 또한, 상기 발광구조물(1110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)이 배치된 면 중에서, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)이 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에 따른 발광소자(1100)는 상기 발광구조물(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 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합은, 상기 제1 본딩패드(1171)과 상기 제2 본딩패드(1171)이 배치된 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적의 60%에 비해 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 제1본딩패드(1171)은 상기 제1본딩패드(1172)의
예로서, 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적은 상기 발광구조물(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 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 60%에 비해 같거나 작게 제공되도록 함으로써, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)이 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. 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)는 동일한 면적 비율이거나, 제1본딩 패드(1172)의 면적이 제2본딩 패드(1171)의 면적보다 1% 이하 예컨대, 1내지 40%의 범위로 작을 수 있다. 상기 제1본딩패드(1172)는 칩 측면으로부터 소정 거리(W)로 이격될 수 있다.
상기 제1본딩 패드(1172)는 제1방향으로 오목한 제1오목부(도 9의 비 접촉 영역)를 구비할 수 있으며, 상기 제2본딩 패드(1171)는 제1방향으로 상기 제1오목부의 반대측 방향으로 오목한 제2오목부(도 9의 비 접촉 영역)를 구비할 수 있다. 상기 제1오목부와 상기 제2오목부는 제1방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다.
또한, 상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 본딩패드(1172)의 면적과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합은 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30%에 비해 같거나 크게 제공될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30%에 비해 같거나 크게 제공되도록 함으로써, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)을 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 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상이고 60% 이하로 선택될 수 있다.
즉, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)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 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 0% 초과 내지 60% 이하인 경우, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)이 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 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상 내지 60% 이하로 선택하였다.
상기 제3 절연층()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.
예를 들어, 상기 제1 절연층의 면적은 상기 제1 본딩패드(1172)의 면적을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 제공될 수 있다. 공정 오차를 고려할 때, 상기 제1 절연층의 한 변의 길이는 상기 제1 본딩패드(1172)의 한 변의 길이에 비해 예로서 4 마이크로 미터 내지 10 마이크로 미터 정도 더 크게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연층의 면적은 상기 제2 본딩패드(1171)의 면적을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 제공될 수 있다. 공정 오차를 고려할 때, 상기 제2 절연층의 한 변의 길이는 상기 제2 본딩패드(1171)의 한 변의 길이에 비해 예로서 4 마이크로 미터 내지 10 마이크로 미터 정도 더 크게 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층에 의하여, 상기 발광구조물(1110)로부터 방출되는 빛이 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)에 입사되지 않고 반사될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(1110)에서 생성되어 방출되는 빛이 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171)에 입사되어 손실되는 것을 최소화할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제3 절연층()이 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171) 사이에 배치되므로, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제2 본딩패드(1171) 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.
실시 예예 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 오믹접촉층에 복수의 컨택홀(C31, C32, C33)이 제공될 수 있다. 상기 오믹접촉층에 제공된 복수의 컨택홀(C31, C32, C33)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 상기 절연층()이 접착될 수 있다. 상기 절연층()이 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 직접 접촉될 수 있게 됨으로써, 상기 절연층()이 상기 오믹접촉층에 접촉되는 것에 비하여 접착력이 향상될 수 있게 된다.
상기 절연층()이 상기 오믹접촉층에만 직접 접촉되는 경우, 상기 절연층()과 상기 오믹접촉층 간의 결합력 또는 접착력이 약화될 수도 있다. 예를 들어, 절연층과 금속층이 결합되는 경우, 물질 상호 간의 결합력 또는 접착력이 약화될 수도 있다.
예로서, 상기 절연층()과 상기 오믹접촉층 간의 결합력 또는 접착력이 약한 경우, 두 층 간에 박리가 발생될 수 있다. 이와 같이 상기 절연층()과 상기 오믹접촉층 사이에 박리가 발생되면 발광소자(1100)의 특성이 열화될 수 있으며, 또한 발광소자(1100)의 신뢰성을 확보할 수 없게 된다.
상기 오믹접촉층은 제1 영역(R11), 제2 영역(R12), 제3 영역(R13)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(R11)과 상기 제2 영역(R12)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 영역(R13)은 상기 제1 영역(R11)과 상기 제2 영역(R12) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 영역(R11)은 상기 발광구조물(1110)의 메사 개구부에 대응되는 영역에 제공된 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 영역(R11)은 복수의 제1 컨택홀(C31)을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 컨택홀(C31)은 상기 개구부 주변에 복수로 제공될 수 있다.
상기 제2 영역(R12)은 상기 발광구조물(1110)의 메사 개구부에 대응되는 영역에 제공된 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(R12)은 복수의 제2 컨택홀(C32)을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 컨택홀(C32)은 상기 개구부 주변에 복수로 제공될 수 있다.
상기 제3 영역(R13)은 상기 발광구조물(1110)의 메사 개구부에 대응되는 영역에 제공된 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 영역(R11)은 복수의 제1 컨택홀(C31)을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 컨택홀(C31)은 상기 개구부 주변에 복수로 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 컨택홀(C31), 상기 제2 컨택홀(C32), 상기 제3 컨택홀(C33)은 예로서 7 마이크로 미터 내지 20 마이크로 미터의 직경으로 제공될 수 있다. 상기 제1 컨택홀(C31), 상기 제2 컨택홀(C32), 상기 제3 컨택홀(C33)은 원 형상뿐만 아니라, 타원형 또는 다각형 등의 다양한 형상으로 제공될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 컨택홀(C31), 상기 제2 컨택홀(C32), 상기 제3 컨택홀(C33)에 의하여 상기 오믹접촉층 아래에 배치된 상기 제2 도전형 반도체층(1113)이 노출될 수 있다.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(1172)과 상기 제1 전극이 복수의 영역에서 접촉될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(1171)과 상기 제2 전극이 복수의 영역에서 접촉될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 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.
이상에서 설명된 바와 같이, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 전극 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 몸체의 개구부에 대응될 수 있으며, 상기 개구부에 대응되는 상기 전극 중 적어도 하나는 도전층과 접촉되는 영역과 비 접촉되는 영역으로 상기 개구부와 대응될 수 있다. 이에 따라 상기 발고ㅘㅇ 소자의 전극은 상기 프레임 또는/및 도전층을 통해 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 상기 도전층과 전극의 접촉 면적이 상기 개구부의 상면 면적보다 작은 면적으로 제공되므로, 상기 도전층과 상기 전극 사이의 접착력이 완화될 수 있어, 상기 전극과 반도체층 사이의 계면 분리를 방지할 수 있다.
또한 상기 개구부에 배치된 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 패키지에 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.
이상에서 설명된 바와 같이, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩패드와 제2 본딩패드는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 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 패키지에 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, 몸체를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 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 본딩패드
122: 제2 본딩패드
123: 발광부
130: 접착제
135: 수지부
140: 몰딩부
310: 회로기판
311: 제1 패드
312: 제2 패드
321: 제1 도전층
322: 제2 도전층
R: 리세스
TH1: 제1 개구부
TH2: 제2 개구부

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 제1개구부를 갖는 제1프레임;
    제2개구부를 갖는 제2프레임;
    상기 제1프레임 및 상기 제2프레임 사이에 배치된 몸체;
    제1본딩패드 및 제2본딩패드를 포함하는 발광소자;
    상기 제1개구부에 배치된 제1도전층; 및
    상기 제2개구부에 배치된 제2도전층을 포함하며,
    상기 제1개구부는 상기 제1프레임의 상면과 하면을 관통하며,
    상기 제2개구부는 상기 제2프레임의 상면과 하면을 관통하며,
    상기 제1본딩패드는 상기 제1프레임과 대면하고 상기 제1개구부와 수직 방향에서 중첩되며,
    상기 제2본딩패드는 상기 제2프레임과 대면하고 상기 제2개구부와 상기 수직 방향에서 중첩되며,
    상기 제1본딩패드는 상기 제1개구부 상에서 상기 제1도전층과 접촉되는 제1접촉 영역과 상기 제1도전층과 비 접촉되는 제1비 접촉영역을 포함하는 반도체 소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2본딩패드는 상기 제2개구부 상에서 상기 제2도전층과 접촉되는 제2접촉 영역과, 상기 제2도전층과 비 접촉되는 제2비 접촉영역을 갖는 반도체 소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1도전층 및 상기 제2도전층은 솔더 페이스트를 포함하는 반도체 소자 패키지.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1본딩패드의 상기 제1접촉 영역의 면적은 상기 제1개구부의 상면 면적보다 작고,
    상기 제2본딩패드의 상기 제2접촉 영역의 면적은 상기 제2개구부의 상면 면적보다 작은 반도체 소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1본딩패드의 상기 제1접촉 영역은 상기 제1개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며,
    상기 제2본딩패드의 상기 제2접촉 영역은 상기 제2개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며,
    상기 제1본딩패드의 상기 제1비 접촉영역은 상기 제1개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며, 상기 제1접촉 영역의 면적보다 작은 면적을 가지며,
    상기 제2본딩패드의 상기 제2비 접촉영역은 상기 제2개구부 상에 하나 또는 복수로 배치되며 상기 제2접촉 영역의 면적보다 작은 면적을 가지는 반도체 소자 패키지.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1도전층은 상기 제1비 접촉영역 상에 오목한 곡면을 갖고,
    상기 제2도전층은 상기 제2비 접촉영역 상에 오목한 곡면을 갖는 반도체 소자 패키지.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020170108220A 2017-07-13 2017-08-25 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지 KR102392862B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170108220A KR102392862B1 (ko) 2017-08-25 2017-08-25 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지
TW107123909A TWI790249B (zh) 2017-07-13 2018-07-10 發光裝置及發光裝置封裝
CN201810769149.4A CN109256457B (zh) 2017-07-13 2018-07-13 发光器件和发光器件封装
US16/035,306 US10600945B2 (en) 2017-07-13 2018-07-13 Light emitting device and light emitting device package
US16/641,296 US11749778B2 (en) 2017-08-25 2018-08-24 Semiconductor device and semiconductor device package having an electrode recess with a different inclination angle than an inclination angle of an electrode in the recess
PCT/KR2018/009815 WO2019039914A2 (ko) 2017-08-25 2018-08-24 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지
KR1020220051434A KR102501888B1 (ko) 2017-08-25 2022-04-26 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170108220A KR102392862B1 (ko) 2017-08-25 2017-08-25 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220051434A Division KR102501888B1 (ko) 2017-08-25 2022-04-26 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190022211A KR20190022211A (ko) 2019-03-06
KR102392862B1 true KR102392862B1 (ko) 2022-05-02

Family

ID=65761637

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170108220A KR102392862B1 (ko) 2017-07-13 2017-08-25 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지
KR1020220051434A KR102501888B1 (ko) 2017-08-25 2022-04-26 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220051434A KR102501888B1 (ko) 2017-08-25 2022-04-26 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102392862B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561203B1 (ko) 2014-03-31 2015-10-20 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102255305B1 (ko) * 2014-10-14 2021-05-24 삼성전자주식회사 수직형 반도체 발광소자 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561203B1 (ko) 2014-03-31 2015-10-20 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220061927A (ko) 2022-05-13
KR102501888B1 (ko) 2023-02-21
KR20190022211A (ko) 2019-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102401826B1 (ko) 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치
KR102473399B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
TWI790249B (zh) 發光裝置及發光裝置封裝
KR102592720B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
JP6964345B2 (ja) 発光素子パッケージ及び光源装置
KR102508745B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102432216B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102471693B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR102401825B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
US11749778B2 (en) Semiconductor device and semiconductor device package having an electrode recess with a different inclination angle than an inclination angle of an electrode in the recess
KR102501888B1 (ko) 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지
KR102542297B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102610607B1 (ko) 발광소자 패키지
KR20190044449A (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR102509064B1 (ko) 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치
KR102369237B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR102388285B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR102385939B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102369245B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102379834B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102433841B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102359818B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR102426849B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR102249649B1 (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR20190028014A (ko) 발광소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant