KR102464033B1 - 반도체소자패키지 - Google Patents

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KR102464033B1
KR102464033B1 KR1020170120252A KR20170120252A KR102464033B1 KR 102464033 B1 KR102464033 B1 KR 102464033B1 KR 1020170120252 A KR1020170120252 A KR 1020170120252A KR 20170120252 A KR20170120252 A KR 20170120252A KR 102464033 B1 KR102464033 B1 KR 102464033B1
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강유환
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Abstract

본 발명에 따른 반도체소자패키지는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자; 상기 반도체 소자를 감싸며 배치되는 투광부재; 및 상기 투광부재 상에 배치되는 파장변환층;을 포함하고, 상기 몸체는 경사면을 포함하고, 상기 파장변환층은 반도체 소자와 수직으로 중첩되는 제1 파장변환층, 상기 반도체 소자 측면과 상기 몸체의 경사면 사이에 배치되는 제2 파장변환층을 포함하고, 상기 제2 파장변환층의 두께는 상기 제1 파장변환층의 두께보다 클 수 있다.
본 발명을 통해 파장변환물질의 집적도를 증가시킬 수 있고, 이를 통해 광 변환효율 및 광속을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 통해 공정 효율을 개선시키고, 제조 단가를 줄일 수 있다.

Description

반도체소자패키지 {Semiconductor device package}
본 발명은 반도체소자패키지에 관한 것이다.
GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, GaAs, AlGaAs, InGaAs, GaP, AlGaInP, InP 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점이 있기 때문에 발광소자, 수광소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용되고 있다.
특히 반도체의 3-5족 또는 2-6족 등의 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(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 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조절함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안정성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 광 검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 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 흡수하여 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안정성, 환경친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가지므로 전력 제어 또는 초고조파 회로나 통신용 모듈에서 용이하게 이용할 수 있다.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold cathcode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas 나 화재를 감지하는 센서, 의료용 기기 등 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체소자는 고주파 응용회로나 기타 전력제어장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
최근에는 반도체소자의 광속, 광추출효율 등을 개선하기 위한 반도체소자 패키지의 구조에 대한 다양한 개발이 이루어지고 있다.
본 발명은 광변환효율을 향상시킬 수 있는 반도체소자패키지를 제공하고자 한다.
본 발명은 공정효율을 향상시키고, 제조 단가를 감소시키는 반도체소자패키지를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 반도체소자패키지는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자; 상기 반도체 소자를 감싸며 배치되는 투광부재; 및 상기 투광부재 상에 배치되는 파장변환층;을 포함하고, 상기 몸체는 경사면을 포함하고,상기 파장변환층은 반도체 소자 상에 배치되는 제1파장변환층, 상기 반도체소자 측면과 상기 몸체의 경사면 사이에 배치되는 제2 파장변환층을 포함하고, 상기 제2 파장변환층의 두께는 상기 제1 파장변환층의 두께보다 클 수 있다.
상기 제1파장변환층 두께 대비 제2파장변환층의 두께는 1:2 이상 내지 1:4 이하일 수 있다.
상기 제1파장변환층은 상기 반도체소자의 수평방향의 폭과 같은 수평방향의 폭을 가질 수 있다.
상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층 및 제2파장변환층의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함할 수 있다.
상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층 및 제2파장변환층의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.
상기 파장변환층은 파장변환물질을 포함하고, 상기 파장변환층 상부의 파장변환물질의 밀도는 상기 파장변환층 하부의 파장변환물질의 밀도보다 클 수 있다.
상기 투광부재는 제1파장변환층이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층이 배치되는 제2영역을 포함할 수 있다.
상기 투광부재는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함할 수 있다.
상기 투광부재는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.
본 발명을 통해 광 변환 효율 및 광속을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 통해 파장변환물질의 집적도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 통해 공정 효율을 개선시키고, 제조 단가를 줄일 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 사시도이다.
도 2는 도 1에 대해 A-A' 방향으로 자른 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 기존의 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 색좌표를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 반도체소자패키지의 형광체함량 대비 광속을 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 1에 대해 A-A'방향으로 자른 단차부를 포함하는 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 반도체소자패키지의 단면 x-ray이다.
도 7은 비교대상인 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 상면을 찍은 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
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, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성요소들이 제1, 제2등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
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 지칭하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
이하 사용되는 "포함한다(Comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체소자패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 도 1를 A-A'방향으로 자른 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 몸체(10), 반도체소자(20), 투광부재(30) 및 파장변환층(40)을 포함한다.
상기 반도체소자(20)는 플립칩(flip chip) 발광소자일 수 있다.
상기 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자 일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
몸체(10)는 반도체소자(20)의 측면광을 반사하며, 반사된 광은 다시 반도체소자(20)로 유입되거나 파장변환층(40)의 일면으로 출사될 수 있다.
상기 몸체(10)는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)는 반사물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 반사물질은 TiO2 또는 SiO2일 수 있다.
상기 몸체(10)는 캐비티(cavity)를 포함할 수 있고, 상기 캐비티(cavity) 내에 상기 반도체소자(20)가 배치될 수 있다.
상기 몸체(10)는 상기 반도체소자(20)의 측면과 가까운 제1측면, 상기 제1측면과 마주보는 제2측면을 포함할 수 있다. 상기 제1측면 또는 상기 제2측면은 상기 몸체(10)의 일면에 대하여 경사면을 가질 수 있고, 투광부재(30)는 상기 제1측면과 상기 반도체소자(20)의 측면 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제1측면의 경사면에 대응되는 경사면(S)을 포함할 수 있다.
몸체(10)가 포함하는 제1측면의 경사면(S)를 통해 반도체소자(20)의 측면에서 방출된 광이 반사되어 광 추출 효율이 증가할 수 있다.
투광부재(30)는 상기 몸체(10)의 경사면(S)과 상기 반도체소자(20)의 측면 사이에 배치될 수 있다.
상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 측면인 4면 및 상면에 배치될 수 있고, 상기 몸체(10)와 반도체소자(20) 사이에 배치되어 상기 반도체소자(20)를 둘러싸며 배치될 수 있다.
상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 상면 및 상기 파장변환층(40) 하면 사이에 배치될 수 있다.
한편, 상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 굴절률과 다른 굴절률을 가질 수 있고, 상기 투광부재(30)의 굴절률은 상기 반도체소자(20)의 굴절률 이하의 굴절률을 가질 수 있다.
따라서, 상기 반도체소자패키지에서 외부로 방출되는 광의 추출효율을 향상시킬 수 있다.
상기 투광부재(30)의 상부는 제1파장변환층(40a)이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층(40b)이 배치되는 제2영역을 포함할 수 있다.
상기 투광부재(30)는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.
상기 투광부재(30)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 투광부재(30)는 수지물 내에 열 확산제가 첨가될 수 있다.
상기 열 확산제는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 과 같은 물질을 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 정의될 수 있다.
본 발명의 투광부재(30)는 필러(filler)를 함유할 수 있다.
상기 필러는 0Wt/% 이상 내지 3Wt/% 이하로 함유될 수 있다.
상기 필러의 함량이 3Wt/% 이상이면, 상기 필러(filler)가 유기물이기 때문에, 상기 반도체소자패키지의 열 신뢰성에 취약해지므로, 상기 필러는 3Wt/% 이하로 함유될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 투광부재는 0Wt/%이상 내지 1Wt/% 이하의 필러(filler)를 함유할 수 있다.
상기 본 발명은 필러(filler)의 함량이 0Wt/% 라도 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)를 통해 균일한 색의 산포를 구현할 수 있다.
파장변환층(40)은 상기 투광부재(30)의 상에 배치되며, 파장변환물질을 포함할 수 있다.
반도체소자(20)에서 파장변환층(40)으로 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, 상기 파장변환층(40)은 외부로 방출되는 광의 파장을 변환할 수 있다.
상기 파장변환층(40)은 반도체소자(20) 상에 배치되는 제1파장변환층(40a) 및 상기 반도체소자(20) 측면과 몸체(10)의 경사면 사이에 배치되는 제2파장변환층(40b)을 포함한다.
상기 제2파장변환층(40b)은 상기 반도체소자(20)의 측면과 닿을 수 있으며, 상기 반도체소자(20)의 측면의 일부분을 덮을 수 있도록 배치될 수 있다.
상기 제2파장변환층(40b)가 상기 반도체소자(20)의 측면의 일부분을 덮는 경우, 반도체소자(20)의 측면에서 입사되는 광이 외부로 발광할 때, 광 변환되는 경로가 짧아질 수 있어, 광 변환효율이 향상될 수 있다.
상기 제1파장변환층(40a)의 및 제2파장변환층(40b)의 두께는 반도체소자패키지의 광 변환효율에 영향을 미칠 수 있다. 상기 제1파장변환층의 두께(d3) 및 제2파장변환층의 두께(d2)는 상기 반도체소자(20)로부터 입사된 광이 충분히 변환할 수 있는 범위 내에서 결정될 수 있다.
상기 반도체소자패키지의 두께(d1)는 몸체(10)의 두께(d1)와 같다.
상기 몸체(10) 두께(d1) 대비 제1파장변환층(40a)의 두께(d3)의 비율을 제1비율이라고 했을 때, 상기 제1비율은 8:1 이상 내지 6:1 이하일 수 있다.
파장변환물질을 침전시켜 제1파장변환층(40a)을 구현하는 데 많은 시간을 소요하게 되므로 공정시간에 따른 공정수율을 확보하기 위해서는 상기 제1비율은 8:1이상이어야 한다.
상기 제1파장변환층(40a)에서 반도체소자(20)의 상면으로부터 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, 상기 제1파장변환층(40a)에서 외부로 방출되는 광의 파장을 충분히 변환하기 위해서는 상기 제1비율은 6:1 이하이어야 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제1비율은 7:1일 수 있다.
상기 몸체(10) 두께(d1) 대비 제2파장변환층(40b) 두께(d2)의 비율을 제2비율이라고 했을 때, 상기 제2비율은 4:1 이상 내지 2:1 이하일 수 있다.
파장변환물질을 침전시켜 제2파장변환층(40b)을 구현하는 데 많은 시간을 소요하게 되므로 공정시간에 따른 공정수율을 확보하기 위해서는 상기 제2비율은 4:1 이상이어야 한다.
상기 제2파장변환층(40b)에서 반도체소자(20)의 측면으로부터 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, 상기 제2파장변환층(40b)에서 외부로 방출되는 광의 파장을 충분히 변환하기 위해서는 상기 제2비율은 2:1 이하이어야 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제2비율은 3:1일 수 있다.
상기 제1파장변환층(40a)과 제2파장변환층(40b)은 서로 다른 두께를 갖는다.
상기 제2파장변환층(40b)는 상기 제1파장변환층(40a)보다 큰 두께를 갖는다.
상기 제1파장변환층 두께(d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:2 이상 내지 1:4 이하일 수 있다.
반도체소자패키지의 공정 수율을 확보하기 위해서 상기 제1파장변환층 두께 (d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:2 이상이어야 한다.
상기 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)에서 반도체소자로부터 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, (특히, 반도체소자(20) 측면에서 입사된 광이 외부로 방출되는 경우) 입사된 광의 파장을 충분히 변환하기 위해서는 상기 제1파장변환층 두께(d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:4 이하이어야 한다.
바람직하게는, 상기 제1파장변환층 두께(d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:3일 수 있다.
상기 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)의 서로 다른 두께를 가짐으로써, 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 광변환효율이 향상될 수 있다.
파장변환층(40)은 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.
상기 단차부는 투광부재(30)가 포함하는 단차부와 대응하여 배치될 수 있다.
상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2) 대비 0.8 이상 내지 1.1 이하 일 수 있다.
상기 제1파장변환층(40a)과 상기 제2파장변환층(40b)의 경계에서 단차부가 배치될 수 있으므로, 상기 단차부가 배치됨에 따라, 상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2) 대비 0.8 이상 내지 1.1 이하일 수 있다.
상기 반도체소자(20) 상면으로부터 입사된 광의 파장변환율을 확보하기 위해서는 상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2)대비 0.8 이상이어야 한다.
상기 반도체소자(20)의 측면에서 입사되는 광의 파장변환율을 확보하기 위해서는 상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2) 대비 1.1 이하여야 한다.
상기 파장변환층(40)은 파장변환물질이 함유된 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
상기 파장변환층(40)은 파장변환층(40)의 상면으로 갈수록 파장변환물질의 밀도가 증가할 수 있다.
상기 파장변환층(40)의 상면으로 갈수록 상대적으로 무거운 파장변환물질이 배치되고, 반도체소자(20)가 배치된 방향으로 상대적으로 가벼운 파장변환물질이 배치될 수 있다.
따라서, 상기 파장변환층(40) 상부의 파장변환물질의 밀도는 상기 파장변환층(40) 하부의 파장변환물질의 밀도보다 클 수 있다.
상기 고분자 수지는 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다.
상기 파장변환물질은 황화물계, 산화물계 또는 질화물계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 형광체는 사용자가 원하는 색을 구현하기 위해 다양하게 선택될 수 있다.
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 녹색 형광체의 조합이 선정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 색좌표가 상승하는 것을 확인할 수 있다.
비교의 대상이 되는 기존의 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 파장변환물질 함량은 동일하다.
상기 그래프에서, a라고 표시된 지점들은 기존의 반도체소자패키지의 색좌표를 나타낸 것이고,
b라고 표시된 지점들은 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 색좌표를 나타낸 것이다.
*기존의 반도체소자패키지는 파장변환층이 배치되어 있지 않고, 파장변환물질이 투광부재 상에 균일하게 분포되어 있는 구조이다.
반도체소자 패키지의 파장변환물질 함량이 적으면 도 4의 색좌표 그래프에서 파란색의 (x,y)색좌표에 해당하는 부분에 표시가 되고, 파장변환물질 함량이 많으면 빨간색 의 (x,y) 색좌표에 해당하는 부분에 표시가 된다.
기존의 반도체소자패키지는 파란색의 (x,y) 색좌표에 표시되는 반면, 파장변환물질을 동일하게 함량하고 있는 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 빨간색 (x,y) 색좌표에 표시된다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 동일한 파장변환물질의 함량으로 색좌표가 상승한다는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 동일한 파장변환물질의 함량으로 색좌표 상승 효과를 얻는다는 것은 보다 적은 파장변환물질의 함량으로 동일한 색좌표를 가질 수 있도록 구현할 수 있다는 것을 의미한다.
예를 들어, 기존의 반도체소자패키지는 전체 체적대비 70% 이상 내지 80% 이하의 파장변환물질 함량으로 natural White 광을 구현하는 반면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 전체 체적대비 20% 이상 내지 30% 이하의 파장변환물질함량으로 natural White 광을 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 파장변환물질의 함량이 적으므로, 제조단가를 낮출 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 광속이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
동일한 파장변환물질을 함량하고 있을 때, 기존의 반도체소자패키지와 비교하여 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 광속은 향상된다.
또한, 파장변환물질의 함량이 증가할수록 기존의 반도체소자패키지의 광속은 더이상 증가하지 않고 세츄레이션(saturation) 되나, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 파장변환물질 함량에 비례하여 광속이 선형적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 5를 참조하면, 파장변환층(40)은 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함할 수 있다.
상기 곡률부는 반도체소자(20)에 대하여 볼록한 곡률을 가질 수 있다.
파장변환층(40)은 반도체소자(20)의 측면을 경계로 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)으로 구분할 수 있으며, 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
상기 파장변환층(40)은 파장변환물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다.
상기 파장변환물질은 상기 파장변환층(40)의 표면으로 갈수록 밀도가 증가할 수 있다.
상기 파장변환층(40)의 표면으로 갈수록 상대적으로 무거운 파장변환물질이 배치되고, 반도체소자(20)가 배치된 방향으로 가벼운 파장변환물질이 배치될 수 있다.
상기 투광부재(30)는 제1파장변환층(40a)이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층(40b)이 배치되는 제2영역을 포함할 수 있다.
상기 투광부재(30)는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 곡률부를 포함할 수 있다.
상기 투광부재(30)가 포함하는 곡률부는 상기 파장변환층(40)이 포함하는 곡률부와 대응하여 배치될 수 있다.
상기 곡률부는 반도체소자(20)에 대하여 볼록한 곡률을 가질 수 있다.
상기 서술한 곡률부를 포함하는 반도체소자패키지는 단차부를 포함하는 반도체소자패키지와 비교하여, 광변환효율 및 광속 향상 등 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 x-ray 사진으로, 도 1 내지 도 2를 참조하여 상술한 구성이 x-ray 상으로도 확연하게 확인할 수 있다.
특히 파장변환층(40)이 포함하는 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)은 육안으로 구별할 수 있다.
도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 투광부재(30) 상에 배치된 파장변환층(40)을 확인할 수 있다.
도 7(a)는 기존의 반도체소자패키지의 상면도이고, 도 7(b)는 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 상면을 도시한 것이다
동일한 파장변환물질의 함량을 갖는 다는 것을 가정 하에, 기존의 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지를 비교하면, 도 7(a)는 파장변환물질의 집적도가 낮아 투광부재(30)를 통해 내부의 반도체소자(20)를 육안으로 확인할 수 있다.
한편, 도 7(b)는 파장변환물질의 집적도가 높아 투광부재(30) 상에 파장변환층(40)이 형성되어, 반도체소자패키지의 상면에서 내부의 반도체소자(20)를 육안으로 확인하기 어렵다.
도 8를 참조하여, 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 제조방법에 대해 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 반도체소자패키지의 제조방법을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 2 및 도 5를 참조하여 설명된 구성과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
또한, 본 발명에 따른 반도체소자패키지 제조방법은 칩 스케일 패키지 공정이 적용될 수 있다.
도 8(a)를 참조하면, 캐비티(cavity)를 포함하는 몸체(10)가 배치된다.
복수 개의 몸체(10)가 배치될 수 있다.
상기 몸체(10)는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)에 캐비티(cavity)가 배치될 수 있다.
상기 캐비티(cavity)의 상면의 폭과 하면의 폭이 서로 다를 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 캐비티(cavity) 내에 반도체소자(20)가 배치된다.
반도체소자(20)는 플립칩(flip chip) 발광소자 일 수 있다.
상기 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자 일 수 있다.
도 8(c)를 참조하면, 반도체소자(20)가 배치된 캐비티(cavity)에 투광부재(30)가 제공된다.
상기 투광부재(30)는 디스펜서(dispenser)를 통해 반도체소자(20) 측면과 몸체(10) 사이에 제공될 수 있다.
상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 측면인 4면과 상면에 배치될 수 있고, 상기 몸체(10)와 반도체소자(20) 사이에 배치되어 상기 반도체소자(20)를 둘러싸며 배치될 수 있다.
상기 투광부재(30)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다
상기 투광부재(30)는 파장변환물질을 포함한다.
상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다. 상기 파장변환물질은 황화물계, 산화물계 또는 질화물계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 사용자가 원하는 색을 구현하기 위해 다양하게 선택될 수 있다.
예를 들어, 반도체소자가 자외선 파장대의 광을 방출하는 경우 형광체는 녹색 형광체, 청색 형광체 및 적색 형광체가 선정될 수 있다. 반도체소자가 청색 파장 대의 광을 방출하는 경우 형광체는 황색형광체 또는 적색형광체 및 녹색형광체의 조합 또는 황색형광체, 적색형광체 및 녹색 형광체의 조합이 선정될 수 있다.
상기 투광부재(30)는 열 확산제를 포함할 수 있다.
상기 투광부재(30)는 필러(filler)가 함유될 수 있다.
도 8(d)를 참조하면, 투광부재(30)가 배치된 반도체소자(20)를 180도 뒤집어서 경화시킨다.
투광부재(30)와 반도체소자(20)가 배치된 경화틀 사이에 표면 장력이 발생하기 때문에, 180도 뒤집혀져도, 투광부재(30)가 중력방향으로 떨어지지 않는다.
투광부재(30)가 배치된 반도체소자(20)가 180도 뒤집어져 있기 때문에 상기 반도체소자(20)가 배치된 방향과 반대방향으로 파장변환물질이 침전된다.
도 8(e)를 참조하면, 투광부재(30) 상에 파장변환층(40)이 형성된다.
상기 파장변환층(40)은 반도체소자(20)와 수직으로 중첩되어 배치되는 제1파장변환층(40a) 및 반도체소자(20) 측면과 수직으로 중첩되어 투광부재(30) 상에 배치되는 제2파장변환층(40b)을 포함할 수 있다.
상기 제2파장변환층(40b)는 상기 제1파장변환층(40a)보다 더 큰 두께를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체소자패키지 제조방법에 의하면, 상기 투광부재(30) 상에 파장변환층(40)이 배치된 본 발명에 따른 반도체소자패키지가 제공될 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상과 필수적 특징을 유지한 채로 다른 형태로도 실시될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다.
본 발명의 범위는 특허청구범위에 의하여 규정되어질 것이지만, 특허청구범위 기재사항으로부터 직접적으로 도출되는 구성은 물론 그 외 등가인 구성으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 몸체
20 : 반도체소자
30 : 투광부재
40 : 파장변환층
40a: 제1파장변환층
40b : 제2파장변환층

Claims (11)

  1. 캐비티와 경사면을 포함하는 몸체;
    상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자;
    상기 반도체 소자의 측면 및 상면 상에 상기 반도체 소자를 감싸며 배치되는 투광부재; 및
    상기 투광부재 상에 배치되는 파장변환층;
    을 포함하고,
    상기 파장변환층은 상기 반도체 소자와 수직으로 중첩되는 제1파장변환층과, 상기 반도체 소자 측면과 상기 몸체의 경사면 사이에 배치되는 제2파장변환층을 포함하며,
    상기 제2 파장변환층의 두께는 상기 제1 파장변환층의 두께보다 크고,
    상기 투광부재는 열 확산제 및 3Wt/% 이하의 필러를 포함하고,
    상기 반도체 소자의 하면으로부터 상기 파장변환층의 상면까지의 최단 거리 대비 상기 제1파장변환층의 두께의 비율을 제1비율이라고 했을 때, 상기 제1비율은 8:1 이상 내지 6:1 이하이고,
    상기 반도체 소자의 하면으로부터 상기 파장변환층의 상면까지의 최단 거리 대비 상기 제2파장변환층 두께의 비율을 제2비율이라고 했을 때, 상기 제2비율은 4:1 이상 내지 2:1 이하인, 반도체 소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층과 제2파장변환층의 경계에서 단차부 또는 상기 반도체소자에 대하여 볼록한 하나 이상의 곡률부를 포함하는, 반도체소자 패키지.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환층은 파장변환물질을 포함하고,
    상기 파장변환층 상부의 파장변환물질의 밀도는 상기 파장변환층 하부의 파장변환물질의 밀도보다 큰 반도체소자패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투광부재는 제1파장변환층이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층이 배치되는 제2영역을 포함하는 반도체소자패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 투광부재는 상기 제1영역과 제2영역의 경계에서 단차부 또는 상기 반도체소자에 대하여 볼록한 하나 이상의 곡률부를 포함하는, 반도체소자 패키지.
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  11. 삭제
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