KR102610885B1 - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 캐비티를 가지는 몸체, 상기 캐비티 바닥에 배치되는 리드 프레임, 상기 캐비티 내에서 상기 리드 프레임 상에 배치되는 발광 소자, 상기 발광 소자의 배면에 배치되는 메탈 패드, 상기 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 발광 소자를 지지하는 고정 부재 및 상기 몸체와 상기 발광 소자 사이의 측면 및 하면에 배치되는 수지부를 포함하고, 상기 메탈 패드는, 상기 발광 소자 배면의 제1 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제1 홈을 포함하는 제1 메탈 패드 및 상기 발광 소자 배면의 제2 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제2 홈을 포함하는 제2 메탈 패드상기 제1홈과 제1 메탈 패드의 면적의 비율 및 상기 제2 홈과 제2 메탈 패드의 면적의 비율은, 1:2.86이상, 1:16.67이하이다.

Description

발광 소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
본 발명은 발광 소자 패키지에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 리플로우(Reflow) 공정 중 발생하는 기포가 방출될 수 있도록 하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Diode, LED)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 화합물 반도체 소자로서, 화합물반도체의 조성비를 적절하게 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
아울러, 발광 소자는 형광등이나 백열등 등과 같은 기존 광원에 비하여 소비 전력이 획기적으로 적으며, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안정성 그리고 환경 친화적인 장점까지 두루 보유하고 있는바, 다양한 분야에서 기존 광원을 빠른 속도로 대체하고 있다.
한편, 발광 소자와 기판을 연결하는 방식으로 종래에는 와이어 본딩(Wire Bonding) 방식을 이용하였지만, 발광 소자 패키지공정에서 입출력 패드의 증가 등으로 인해 와이어 집적도가 증가하게 되었고, 복잡해지는 와이어 본딩 대신 플립칩(Filp Chip) 본딩 방식이 개발되었다.
플립칩 본딩 방식은 발광 소자의 전면에 솔더 범프(Solder Bump)를 형성하여 기판과 직접적으로 연결하는 기술로서 발광 소자를 기판에 간편하게 연결할 수 있으나, 본딩 후, 리플로우(Reflow) 공정에서 기포가 발생할 수 있으며, 발생한 기포가 온전하게 방출되지 못하는 경우 솔더 크랙(Solder Crack)을 야기시켜 발광 소자 패키지가 미점등될 수 있다는 문제점이 있는바, 이는 발광 소자 패키지의 신뢰성을 저하시키는 요인이 된다.
따라서, 플립칩 본딩 방식을 이용하는 발광 소자 패키지에서 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포를 온전하게 방출시킴으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지 구조가 요구되며, 본 발명은 이에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 플립칩 본딩 방식을 이용하는 발광 소자 패키지에서 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포를 온전하게 방출시킴으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 캐비티를 가지는 몸체, 상기 캐비티 바닥에 배치되는 리드 프레임, 상기 캐비티 내에서 상기 리드 프레임 상에 배치되는 발광 소자, 상기 발광 소자의 배면에 배치되는 메탈 패드, 상기 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 발광 소자를 지지하는 고정 부재 및 상기 몸체와 상기 발광 소자 사이의 측면 및 하면에 배치되는 수지부를 포함하고, 상기 메탈 패드는, 상기 발광 소자 배면의 제1 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제1 홈을 포함하는 제1 메탈 패드 및 상기 발광 소자 배면의 제2 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제2 홈을 포함하는 제2 메탈 패드상기 제1 홈과 제1 메탈 패드의 면적의 비율 및 상기 제2 홈과 제2 메탈 패드의 면적의 비율은, 1:2.86이상, 1:16.67 이하이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 홈은, 상기 발광 소자의 제1 변에 대응되는 상기 제1 메탈 패드의 제1 변으로부터 중심 방향으로 형성되며, 상기 제2 홈은, 상기 발광 소자의 제2 변에 대응되는 상기 제2 메탈 패드의 제2 변으로부터 중심 방향으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 홈 및 제2 홈은, 서로 대칭 형상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 메탈 패드는, 상기 발광 소자의 제3 변에 대응되는 상기 제1 메탈 패드의 제3 변으로부터 중심 방향으로 형성된 제3홈을 더 포함하며, 상기 제2 메탈 패드는, 상기 발광 소자의 제4 변에 대응되는 상기 제2 메탈 패드의 제4 변으로부터 중심 방향으로 형성된 제4 홈을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 홈 및 제4 홈은, 서로 대칭 형상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 홈은, 상기 제1 홈으로부터 반시계 방향으로 90°회전한 위치에 형성되며, 상기 제4 홈은, 상기 제2 홈으로부터 반시계 방향으로 90°회전한 위치에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 홈과 제1 메탈 패드의 면적의 비율 및 상기 제4 홈과 제2 메탈 패드의 면적의 비율은, 1:2.86 이상, 1:16.67 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 홈과 제1 메탈 패드의 높이의 비율 및 상기 제2 홈과 제2 메탈 패드의 높이의 비율은, 1:1 이상, 1:3.33 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 캐비티 내에서 상기 발광 소자를 뒤덮도록 충진되는 파장 변환층 및 상기 캐비티 내에서 상기 파장 변환층 상에 배치되는 투광층을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 캐비티를 가지는 몸체, 상기 캐비티 바닥에 배치되는 리드 프레임, 상기캐비티 내에서 상기 리드 프레임 상에 배치되는 발광 소자, 상기 발광 소자의 배면에 배치되는 메탈 패드, 상기 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 발광 소자를 지지하는 고정 부재 및상기 몸체와 상기 발광 소자 사이의 측면 및 하면에 배치되는 수지부를 포함하고, 상기 메탈 패드는, 상기 발광 소자 배면의 제1 영역에 배치되며, 소정 길이로 형성된 제1 홈을 포함하는 제1 메탈 패드 및 상기 발광 소자 배면의 제2 영역에 배치되며, 소정 길이로 형성된 제2 홈을 포함하는 제2 메탈 패드, 상기 제1 홈과 제1 메탈 패드의 길이의 비율 및 상기 제2 홈과 제2 메탈 패드의 길이의 비율은,1:1.43 이상, 1:3.33 이하이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 제1 메탈 패드에 형성된 제1 홈과 제2 메탈 패드에 형성된 제2 홈이 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포의 이동 경로가 되어 리드 프레임 외부로 방출시킬 수 있으며, 제1 홈과 제1 메탈 패드의 면적의 비율 및 제2 홈과 제2 메탈 패드의 면적의 비율을 적절하게 조절하거나, 제1 메탈 패드에 제3 홈을, 제2 메탈 패드에 제4 홈을 추가적으로 형성함으로써 기포 방출 효과를 극대화시킬 수 있으며, 이 경우 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포가 온전하게 방출될 수 있으므로 발광 소자 패키지의 신뢰성을 비약적으로 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 메탈 패드와 홈 사이의 공간에 의해 솔더가 용융되고 다시 응고되면서 발생하는 열이 용이하게 방출될 수 있는 방열 효과가 있다.
또한, 메탈 패드와 홈 사이의 공간에 용융되고 다시 응고된 솔더가 충진될 수 있으므로 접착 면적 역시 증가할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 상면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지가 포함하는 발광 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지가 포함하는 고정 부재의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 상면도에서 몸체, 리드 프레임 및 리드 프레임 상에 배치된 솔더만을 도시한 상면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지가 포함하는 메탈 패드의 배면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 솔더 상에 도 5에 도시된 메탈 패드를 부착시킨 상태의 상면도이다.
도 7은 리드 프레임과 제1 메탈 패드를 부착시킨 상태의 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 메탈 패드의 배면도에서 제3 홈 및 제4 홈을 추가적으로 도시한 배면도이다.
도 9는 도 4에 도시된 솔더 상에 도 8에 도시된 메탈 패드를 부착시킨 상태의 상면도이다.
이하 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 존재함으로 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.
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.
본 발명의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 상면도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 캐비티(105)를 가지는 몸체(110), 몸체(110) 바닥에 배치되는 리드 프레임(120), 캐비티(105) 내 리드 프레임(120) 상에 배치되는 발광 소자(130), 발광 소자(130)의 배면에 배치되는 메탈 패드(135), 리드 프레임(120) 상에 배치되며, 발광 소자(130)를 지지하는 고정 부재(140) 및 몸체(110)와 발광 소자(130) 사이의 측면 및 하면에 배치되는 수지부(150)를 포함할 수 있으며, 더 나아가 파장 변환층(미도시) 및 투광층(미도시)를 더 포함할 수 있다.
몸체(110)는 광 반사도가 높은 수지 재질, 예를 들어, 폴리프탈-아미드(PPA, Polyphthalamide), EMC 수지, PC 수지 및 PCT 수지 중 어느 하나 이상으로 구현할 수 있으며, 이에 한정하지 않고 다양한 재질로 구현할 수도 있다.
아울러, 몸체(110)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN), Al2O3, GaN, ZnO, SiO2, Au, Si3N4, AuSn 등과 같이 절연성 또는 열전도율이 양호한 기판으로 구현할 수 있으며, 복수 개의 기판이 적층되는 구조일 수도 있다.
한편, 위에서 바라본 몸체(110)의 형상은 발광 소자 패키지(100)의 용도 및 설계에 따라 다각형, 원형, 타원형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.이 경우, 몸체(110) 의 모서리는 곡선일 수 있으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다.
이러한 몸체(110)는 캐비티(Cavity, 105)를 포함할 수 있으며, 캐비티(105)는 몸체(110)의 상부에서 함몰된 컵 형상 또는 오목한 용기 형상일 수 있다.
여기서, 캐비티(105)는 몸체(110)와 마찬가지로 위에서 바라보았을 때, 다각형, 원형, 타원형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 캐비티(105) 각각의 모서리는 곡선일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
한편, 캐비티(105)는 복수 개의 격벽(105-1 내지 105-4)을 포함할 수 있으며, 그에 따라 캐비티(105)는 격벽을 포함하는 사각 형상으로 구현할 수 있고, 이 경우 제1 및 제3 격벽(105-1, 105-3)과 제2 및 제4 격벽(105-2, 105-4)이 서로 마주보는 격벽일 수 있다.
또한, 캐비티(105)는 몸체(110)를 관통하는 관통 홀 또는 관통 홈 형태로 구현할 수도 있다. 예를 들어, 캐비티(105)의 상부는몸체(110)의 상부로 개방될 수 있고, 캐비티(105)의 하부는 몸체(110)의 하부로 개방될 수 있으나, 캐비티(105)의 하부는후술할 리드 프레임(120)의 상부에 의하여 닫힌 구조일 수 있다.
리드 프레임(120)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 구성들이 배치되는 기판으로 볼 수 있으며, 몸체(110) 상단, 보다 구체적으로 캐비티(105) 바닥에 배치되고, 일부가 몸체(110) 외부로 노출될 수 있다.
여기서 리드 프레임(120)은 반도체 물질로 구현할 수 있으며, 예를 들어, 규소(Si), 게르마늄(Ge), 비소화갈륨(GaAs), 산화아연(ZnO), 실리콘-카바이드(SiC), 실리콘게르마늄(SiGe), 질화갈륨(GaN), 갈륨(Ⅲ) 옥사이드-(Ga2O3)와 같은 캐리어 웨이퍼로 구현할 수 있다.
아울러, 리드 프레임(120)은 전도성 물질, 예를 들어, 금속으로 구현할 수 있으며, 금(Au), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 은(Ag), 백금(Pt), 크롬(Cr) 중에서 선택된 어느 하나로 구현하거나 둘 이상의 합금으로 구현할 수 있으며, 위 물질 중 둘 이상의 물질을 적층하여 구현할 수도 있다. 이 경우 후술할 발광 소자(130)에서 발생하는 열의 방출을 용이하게 하여 발광 소자(130)의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다.
한편, 리드 프레임(120) 상에는 솔더(122)가 배치되어 후술할 발광 소자(130)를 리드 프레임(120)과 전기적으로 연결시킨다.
발광 소자(130)는 케비티(105) 내에서 리드 프레임(120) 상에 배치되며, 복수 개의 발광 소자(130)가 소정 거리 이격하여 하나의 리드 프레임(120) 상에 배치될 수도 있다.
여기서, 발광 소자(130)는 종류에 한정이 없으며, 전자와 정공이 재결합함으로써 소정 파장의 빛을 방출하는 발광 소자(130)라면 어느 것이라도 무방하다.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 발광 소자(130)는 플립 칩(Flip Chip) 타입의 발광 소자(130)일 수 있다. 이 경우 통상적인 발광 소자(130)에 비해 경량화 및 소형화가 가능하고, 열적 안정성이 뛰어나며, 전류 인가율이 높고 반응 속도 역시 빨라진다는 효과가 있으며, 제조 공정이 간소화될 수 있다는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 발광 소자(130)는 수직형 타입의 발광 소자(130) 또는 GV 타입의 발광 소자(130)일 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 발광 소자(130)의 단면도이다.
발광 소자(130)는 최상단으로부터 제1 투광 부재(134), 반도체 구조물(133), 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)를 포함할 수 있다.
여기서 제1 투광 부재(134)는 사파이어 리드 프레임(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, AIN을 포함하는 그룹 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 구현할 수 있다.
반도체 구조물(133)은 제1 도전형 반도체층(133a), 제2 도전형 반도체층(133c) 및 제1 도전형 반도체층(133a)과 제2 도전형 반도체층(133c) 사이에 배치된 활성층(133b)을 포함할 수 있다.
여기서 반도체 구조물(133)은 화합물 반도체로 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 구현할 수 있는바, 예를 들어, 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 구현할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(133a) 및 제2 도전형 반도체층(133c)은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현할 수 있으며, 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현할 수 있으며, 이 경우 제1 도전형 반도체층(133a) 및 제2 도전형 반도체층(133c)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 제1 도전형 반도체층(133a)은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(133c)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다.
활성층(133b) 역시 화합물 반도체로 구현할 수 있는바, 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체로 구현할 수 있다.
이러한 활성층(133b)이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 교대로 배치된 복수의 우물층(미도시)과 복수의 장벽층(미도시)을 포함할 수 있고, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현할 수 있으며, 이 경우 활성층(133b)은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)는 반도체 구조물(133)의 일면에 배치될 수 있으며, 더 나아가 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)는 서로 이격되어 배치될 수 있고, 이 경우 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)를 통해 전류가 흐를 수 있다.
또한, 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)는 반도체 구조물(133)의 일면 및 타면에 배치될 수 있으며, 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)는 반도체 구조물(133)의 일면 및 타면에 배치되지만 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132) 중 어느 하나를 제1 도전형 반도체층(133a), 제2 도전형 반도체층(133c) 및 활성층(133b)을 통과하는 비아(미도시)를 통해 다른 하나의 본딩부가 배치된 면으로 연결 시켜 동일한 면으로 배치시킬 수도 있다. 이 경우 발광 소자(130)는 GV 타입의 발광 소자(130)로 볼 수 있을 것이다.
제1 본딩부(131)는 제1 패드 본딩부(131-1) 및 제1 가지 본딩부(131-2)를 포함할 수 있으며, 제1 도전형 반도체층(133a)에 전기적으로 연결되고, 제2 본딩부(132)는 제2 패드 본딩부(132-1) 및 제2 가지 본딩부(132-2)를 포함할 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(133c)에 전기적으로 연결된다. 이 경우 제1 가지 본딩부(131-1) 및 제2 가지 본딩부(132-2)에 의해 제1 패드 본딩부(131-1) 및 제2 패드 본딩부(132-1)를 통하여 공급되는 전원이 반도체 구조물(133) 전체로 확산되어 제공될 수 있다.
제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)는 단층 또는 다층 구조로 구현할 수 있으며, 예를 들어, 제1 본딩부(131) 및 제2 본딩부(132)는 오믹 본딩부일 수 있고, 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.
한편, 앞서 설명한 반도체 구조물(133)은 상면에 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있는바, 보호층(미도시)는 반도체 구조물(133)의 상면 또는 측면에 배치될 수 있으며, 이러한 경우일지라도 보호층(미도시)은 제1 패드 본딩부(131-1) 및 제2 패드 본딩부(132-1)가 외부로 노출될 수 있도록 배치되어야 할 것이다. 아울러, 보호층(미도시)은 제1 투광 부재(134)의 둘레 및 하면에도 선택적으로 배치될 수 있다.
이러한 보호층(미도시)은 절연 물질로 구현할 수 있으며, 예를 들어, SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질로 구현할 수 있다.
지금까지 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 발광 소자(130)의 구조에 대해 설명하였으며, 다시 도 1 에 대한 설명으로 돌아가도록 한다.
메탈 패드(135)는 발광 소자(130)의 배면에 배치되며, 리드 프레임(120) 상에 배치된 솔더(122)와발광 소자(130)를 전기적으로 연결한다.
이러한 메탈 패드(135)는 리드 프레임(120) 상에 배치된 솔더(122)와 발광 소자(130)를 전기적으로 연결시켜주기에, 전도성 있는 금속 재질로 구현하는 것이 바람직하며, 예를 들어, Au, Sn, Pb, Ag, In, Ge, Ni 및 Si 중 어느 하나 또는 이들 중 어느 하나 이상의 조합으로 구현할 수 있다. 보다 구체적으로 메탈 패드(135)는 Au-Sn 합금, Pb-Ag-In 합금, Pb-Ag-Sn 합금, Pb-Sn 합금, Au-Ge 합금, Au-Si 합금 등으로 구현할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 2개의 메탈 패드(135)를 포함하는 것으로 도시되어 있는바, 발광 소자(130) 배면의 제1 영역인 위쪽에 배치되는 메탈 패드(135)를 제1 메탈 패드(135-1)로, 제2 영역인 아래쪽에 배치되는 메탈 패드(135)가 제2 메탈 패드(135-2)로 명명하도록 하나, 2개의 메탈 패드(135)를 포함하는 것은 하나의 예시에 불과하며, 필요에 따라 1개의 메탈 패드(135)만을 포함하거나 3개 이상의 메탈 패드(135)를 포함할 수도 있을 것이다.
이러한 메탈 패드(135)는 소정 면적으로 형성된 홈(137)을 포함할 수 있으나, 이에 대한 설명은 후술하도록 한다.
고정 부재(140)는 리드 프레임(120) 상에 배치되며, 발광 소자(130)를 지지한다. 여기서 고정 부재(140)는 복수 개가 하나의 리드 프레임(120) 상에 배치될 수 있으며, 발광 소자(130) 아래에서 발광 소자(130)에 의해 적어도 일부 영역이 노출될 수 있다.
앞서 설명한 발광 소자(130)는 리드 프레임(120) 상에 솔더(122)를 이용하여 전기적으로 연결되며, 리플로우 공정에 의해 솔더(122)가 용융되고 다시 응고되면서 발광 소자(130)를 리드 프레임(120) 상에 고정시킬 수 있다. 그러나 고온의 열원을 통해 솔더(122)를 용융하는 경우, 솔더(122)의 퍼짐에 의해 발광 소자(130)가 솔더(122)와 함께 이동하는 문제점이 발생한다.
이를 해결하기 위해 고정 부재(140)를 리드 프레임(120) 상에 배치하는바, 고정 부재(140)의 배치에 의해 리플로우 공정에 의한 발광 소자(130)의 위치 이탈을 방지할 수 있다.
이 경우 고정 부재(140)는 발광 소자(130)의 각 모서리 부분에 배치되는 것이 위치 이탈을 방지하는 측면에서 바람직하며, 더 나아가 각각의 고정 부재(140)의 상면을 도 3에 도시된 바와 같이 소정 각도 기울어지게 비스듬히 구현하여 발광 소자(130)와 고정 부재(140) 간의 공간을 확보함으로써 본딩 후, 리플로우 공정 중 발생하는 기포를 온전하게 방출시킬 수 있는바, 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
수지부(150)는 몸체(110)와 발광 소자(130) 사이의 측면 및 하면에 배치될 수 있다. 여기서, 수지부(150)는 몸체(110)와 발광 소자(130)가 견고하게 부착하기 위해 배치되는 일종의 접착제로 볼 수 있으며, 발광 소자(130)가 조사하는 빛의 손실을 줄이기 위한 투명 실리콘, 에폭시, 유리 등으로 구현할 수 있으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다.
파장 변환층(미도시)은 캐비티(105) 내에서 발광 소자(130)를 뒤덮도록 충진된다. 이 경우, 파장 변환층(미도시)은 발광 소자(130)가 조사한 빛이 외부로 방출되는 경우, 외부로 방출되는 빛의 파장을 변환할 수 있다.
이러한 파장 변환층(미도시)은 발광 소자(130)가 조사한 빛을 산란시키기 위한 산란 물질, 예를 들어, TiO2와 같은 광 산란입자를 포함할 수 있다.
또한, 파장 변환층(미도시)은 형광체(Phosphor) 및 실리콘 수지를 포함할 수 있으며, 캐비티(105) 내에 파장 변환층을 충진한 후, 이를 경화하는 방식으로 구현될 수 있으나, 이에 반드시 한정하지는 않는다.
한편, 파장 변환층(미도시)이 포함하는 형광체는 파장 변화 입자가 분산된 고분자 수지로 구현할 수 있는바, 여기서 고분자 수지는 광 투과성 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
형광체는 발광 소자(130)가 조사하는 빛에 의해 형광을 발하는 물질인바, 원하는 빛의 색상을 구현하기 위해 다양하게 선택할 수 있다. 보다 구체적으로 형광체는 발광 소자(130)가 조사하는 빛의 파장에 따라 종류가 정해질 수 있는바, 예를 들어, 발광 소자(130)가 자외선 파장대의 광을 방출하는 경우, 형광체는 녹색 형광체, 청색 형광체 및 적색 형광체가 선정될 수 있으며, 발광 소자(130)가 청색 파장 대의 광을 방출하는 경우 형광체는 황색 형광체 또는 적색 형광체 및 녹색 형광체의 조합 또는 황색 형광체, 적색 형광체 및 녹색 형광체의 조합이 선택될 수 있다.
한편, 형광체는YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나 이상의 형광 물질이 포함될 수 있는바, 예를 들어, YAG 및 TAG계 형광 물질은 (Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm)3(Al, Ga, In, Si, Fe)5(O, S)12:Ce 중에서, Silicate계 형광 물질은 (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4:(Eu, F, Cl) 중에서, Sulfide계 형광 물질은 (Ca,Sr)S:Eu, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu 중에서 선택될 수 있으며, Nitride계 형광 물질은 (Sr, Ca, Si, Al, O)N:Eu (예, CaAlSiN4:Eu -SiAlON:Eu) 또는 Ca-α SiAlON:Eu계인 (Cax,My)(Si,Al)12(O,N)16 일 수 있으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다
투광층(미도시)은 캐비티(105) 내에서 파장 변환층(미도시) 상에 배치되어 발광 소자(130) 및 파장 변환층(미도시)을 열과 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
여기서 투광층(미도시)은 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상으로 구현할 수 있으나, 이에 반드시 한정하지는 않는다.
아울러, 투광층(미도시)은 수지물 내에 열 확산제를첨가할 수 있다. 이러한 열 확산제는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 등과 같은 물질을 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정하지는 않으며, 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 정의될 수 있다.
지금까지 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 구성에 대하여 설명하였다. 이하, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포를 온전하게 방출시킴으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 특징에 대하여 설명하도록 한다.
앞서 고정 부재(140)에 대한 설명에서 고정 부재(140)의 상면을 소정 각도 기울어지게 구현하여 발광 소자(130)와 고정 부재(140) 간의 공간을 확보함으로써 리플로우 공정 중 발생하는 기포를 온전하게 방출시킬 수 있는바, 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다고 하였으나, 이와 더불어 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 앞서 설명을 보류한 메탈 패드(135)에 형성된 홈(137)을 통해 보다 향상된 효과를 도출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 상면도에서 몸체(110), 리드 프레임(120) 및 리드 프레임(120) 상에 배치된 솔더(122)만을 도시한 상면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)가 포함하는 메탈 패드(135), 보다 구체적으로 발광 소자(30)의 배면과 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)의 배면도를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 리드 프레임(120) 상에 배치된 솔더(122)는 원 형상으로 배치된 것을 확인할 수 있으며, 이는 솔더(122) 형상에 대한 하나의 예시에 해당한다. 아울러, 리드 프레임(120) 상의 회색 부분은 솔더(122)가 용융되어 소정 패턴의 형상으로 형성된 것인바, 이를 리드 프레임(120)의 패턴으로 명명하도록 한다.
제1 메탈 패드(135-1)은 발광 소자(130) 배면의 제1 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제1 홈(137-1)을 포함하고, 제2 메탈 패드(135-2)는 발광 소자(130) 배면의 제2 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제2 홈(137-2)를 포함한다.
여기서 발광 소자(130) 배면의 제1 영역 및 제2 영역은 도 5를 참조하면, 발광 소자(130)의 배면의 형상이 직사각형인 경우 제1 영역은 위쪽 영역이며, 제2 영역은 아래쪽 영역일 수 있다. 이러한 제1 영역 및 제2 영역은 발광 소자(130)의 배면의 형상에 따라 상이해질 수 있으나, 어느 경우에나 각 영역이 중복되지는 않도록 함이 바람직하다. 아울러, 발광 소자(130)의 배면의 형상이 직사각형인 경우, 3시 방향의 변을 제1 변, 9시 방향의 변을 제2 변, 12시 방향의 변을 제3변, 6시 방향의 변을 제4 변이라고 명명하도록 한다.
제1 홈(137-1)은 발광 소자(130)의 제1 변에 대응되는 제1 메탈 패드(135-1)의 제1 변으로부터 중심 방향으로 형성되며, 제2 홈(137-2)은 발광 소자(130)의 제2 변에 대응되는 제2 메탈 패드(135-2)의 제2 변으로부터 중심 방향으로 형성된다. 이 말은, 제1 홈(137-1)은 제1 메탈 패드(135-1)의 3시 방향으로부터 중심 방향으로 형성되고, 제2 홈(137-2)은 제2 메탈 패드(135-2)의 9시 방향으로부터 중심 방향으로 형성된다는 것인바, 이에 따르면 제1 홈(137-1) 및 제2 홈(137-2)는 서로 대칭 형상일 수 있으며, 도 5를 참조하면 이를 확인할 수 있다.
이러한 제1 홈(137-1) 및 제2 홈(137-2)는 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)를 에칭하여 형성할 수 있으며, 기타 공지된 홈 형성 공정을 이용해 형성할 수 있음은 물론이다.
도 6은 도 4에 도시된 리드 프레임(120) 및 리드 프레임(120) 상에 배치된 솔더(122) 상에, 도 5에 도시된 발광 소자(30)의 배면과 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)를 부착시킨 상태의 상면도를 도시한바, 도 6을 참조하면, 리드 프레임(120)의 3시 방향의 패턴과 9시 방향의 패턴이 각각 제1 홈(137-1)과 제2 홈(137-2)에 대응되어 있음을 확인할 수 있다. 이 경우, 3시 방향의 패턴과 제1 홈(137-1) 사이, 9시 방향의 패턴과 제2 홈(137-2) 사이에는 소정의 공간이 형성되는바, 본딩 후, 리플로우 공정에 의해 솔더(122)가 용융되고 다시 응고되면서 발생하는 기포가 소정 공간을 타고 이동하여 리드 프레임(120) 외부로 방출될 수 있다. 즉, 제1 홈(137-1)과 제2 홈(137-2)은 발생한 기포의 이동 경로가 될 수 있다.
이는 도 7을 참조하면 보다 명확하게 확인할 수 있는바, 도 7은 리드 프레임(120)과 제1 메탈 패드(135-1)를 부착시킨 상태의 단면도이며, 도 6의 경우보다 명확하게 사이의 공간을 확인할 수 있다.
한편, 리플로우 공정에서 발생한 기포가 제1 홈(137-1)과 제2 홈(137-2)을 통해 리드 프레임(120) 외부로 방출되는 원동력은 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)와 리드 프레임(120) 사이의 압력인바, 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)를 리드 프레임(120) 상에 부착시킴에 있어서 일정한 강도로 부착시키고, 부착시킨 상태에서 일정한 강도는 압력으로 유지되는바, 해당 압력으로 인해 기포는 자연스럽게 제1 홈(137-1)과 제2 홈(137-2)을 통해 리드 프레임(120) 외부로 방출될 수 있다.
더 나아가, 리플로우 공정에서 발생한 기포가 보다 용이하게 제1 홈(137-1)과 제2 홈(137-2)을 통해 리드 프레임(120) 외부로 방출되게 하기 위해 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율을 조절할 수 있는바, 이 경우 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율은 1:2.86 이상, 1:16.67 이하일 수 있으며, 1:4.17 이상, 1:8.33 이하인 경우가 가장 바람직하다.
이는 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율이 1:2.86 미만이라면 소정의 공간이 그만큼 커지기에 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)와 리드 프레임(120)간의 압력이 줄어들어 발생한 기포를 리드 프레임(120) 외부로 방출시키는 원동력으로서의 역할을 온전하게 수행할 수 없고, 전체 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성에 문제가 생길 수 있으며, 1:16.67을 초과한다면 소정의 공간이 지나치게 작아지기에 기포의 이동 경로로서의 역할을 온전하게 수행할 수 없게 되기 때문이다.
한편, 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율이 1:4.17 이상, 1:8.33 이하인 경우, 압력이 줄어들어 발생한 기포를 리드 프레임(120) 외부로 방출시키는 원동력으로서의 역할, 전체 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성 문제, 소정의 공간이 지나치게 작아짐으로 인해 발생하는 기포의 이동 경로로서의 역할 모두를 양호하게 수행할 수 있다.
한편, 제1 메탈 패드(135-1)는 발광 소자(130)의 제3 변에 대응되는 제1 메탈 패드(135-1)의 제3 변으로부터 중심 방향으로 형성된 제3 홈(137-3)을 더 포함할 수 있으며, 제2 메탈 패드(135-2)는 발광 소자(130)의 제4 변에 대응되는 제2 메탈 패드(135-2)의 제4 변으로부터 중심 방향으로 형성된 제4 홈(137-4)을 더 포함할 수 있다.
도 8은 도 5에 도시된 발광 소자(30)의 배면과 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)의 배면도에서 제3 홈(137-3) 및 제4 홈(137-4)를 추가적으로 도시한 배면도이며, 도 9는 도 4에 도시된 리드 프레임(120) 및 리드 프레임(120) 상에 배치된 솔더(122) 상에 도 8에 도시된 발광 소자(30)의 배면과 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)를 부착시킨 상태의 배면도를 도시한바, 도 9를 참조하면, 리드 프레임(120)의 12시 방향의 패턴과 6시 방향의 패턴이 각각 제3홈(137-3)과 제4 홈(137-4)에 대응되어 있음을 확인할 수 있다.
이 경우, 제3 홈(137-3) 및 제4 홈(137-4)은 앞서 설명한 제1 홈(137-1) 및 제2 홈(137-2)과 동일한 원리에 의해 동일한 역할인 기포의 이동 경로로서의 역할을 수행할 수 있으며, 제1 홈(137-1) 및 제2 홈(137-2)과 마찬가지로 제3 홈(137-3) 및 제4 홈(137-4) 역시 서로 대칭 형상일 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 제1 메탈 패드(135-1)에 형성된 제3 홈(137-3)은 제1 홈(137-1)로부터 반시계 방향으로 90°회전한 위치에 형성되며, 제2 메탈 패드(135-2)에 형성된 제4 홈(137-4)은 제2 홈(137-2)로부터 반시계 방향으로 90°회전한 위치에 형성됨을 확인할 수 있는바, 이 경우 리드 프레임(120)의 3시 방향의 패턴과 9시 방향의 패턴이 각각 제1 홈(137-1)과 제2 홈(137-2)에, 12시 방향의 패턴과 6시 방향의 패턴이 각각 제3 홈(137-3)과 제4 홈(137-4)에 대응되어도 10에 도시된 바와 같이 최적의 기포 방출 효과를 도출할 수 있다. 그러나 이러한 제1 홈(137-1) 내지 제4 홈(137-4)의 형성 위치는 리드 프레임(120)의 패턴 형상에 따라 상이해질 수 있음은 물론이다.
제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율과 마찬가지로 제3 홈(137-3)과 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제4 홈(137-1)과 제2 메탈 패드(13502)의 면적의 비율 역시 1:2.86 이상, 1:16.67 이하일 수 있으며, 1:4.17 이상, 1:8.33 이하인 경우가 가장 바람직하다. 이는 제1 홈(137-1)과 제3 홈(137-3)이, 제2 홈(137-2)와 제4 홈(137-4)의 면적이 동일하다는 것인바, 제1 홈(137-1)과 제3 홈(137-3) 및 제2 홈(137-2)와 제4 홈(137-4)의 면적이 동일한 경우 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)의 제조 공정이 단순해질 수 있다는 장점이 있다. 에칭 과정에서 면적 조절에 따른 별도의 에칭 장치 제어가 요구되지 않으며, 단순히 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)를 반시계 방향으로 90° 회전시켜 에칭을 수행하면 충분하기 때문이다. 그러나 경우에 따라 제1 홈(137-1)과 제3 홈(137-3)이, 제2 홈(137-2)와 제4 홈(137-4)의 면적이 동일하지 않을 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 메탈 패드(135)에 형성된 홈(137)과 메탈 패드(135)의 면적의 비율뿐만 아니라 높이의 비율의 측면에서도 기술적 특징이 존재한다.
이 경우 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 높이의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 높이의 비율은 1:1 이상, 1:3.33 이하일 수 있으며, 1:1.11 이상, 1:2.5 이하인 경우가 가장 바람직하다. 이는 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 높이의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 높이의 비율이 1:1 미만이라면 제1 홈(137-1) 및 제2 홈(137-2)의 높이가 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)의 높이보다 높아지기 때문에 구현 자체가 불가능해지기 때문이며, 1:3.33을 초과한다면 소정의 공간이 지나치게 작아지기에 기포의 이동 경로로서의 역할을 온전하게 수행할 수 없게 되기 때문이다.
지금까지 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 특징에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 제1 메탈 패드(135-1)에 형성된 제1 홈(137-1)과 제2 메탈 패드(135-2)에 형성된 제2 홈(137-2)이 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포의 이동 경로가 되어 리드 프레임(120) 외부로 방출시킬 수 있으며, 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율을 적절하게 조절하거나, 제1 메탈 패드(135-1)에 제3 홈(137-3)을, 제2 메탈 패드(135-2)에 제4 홈(137-4)를 추가적으로 형성함으로써 기포 방출 효과를 극대화시킬 수 있다. 이 경우 본딩 후, 리플로우 공정에서 발생한 기포가 온전하게 방출될 수 있으므로 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 아울러, 메탈 패드(135)와 홈(137) 사이의 공간에 의해 솔더(122)가 용융되고 다시 응고되면서 발생하는 열이 용이하게 방출될 수 있는 방열 효과까지 얻을 수 있으며, 메탈 패드(135)와 홈(137) 사이의 공간에 용융되고 다시 응고된 솔더(122)가 충진될 수 있으므로 접착 면적 역시 증가할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 캐비티(105)를 가지는 몸체(110), 몸체(110) 바닥에 배치되는 리드 프레임(120), 캐비티(105) 내 리드 프레임(120) 상에 배치되는 발광 소자(130), 발광 소자(130)의 배면에 배치되는 메탈 패드(135), 리드 프레임(120) 상에 배치되며, 발광 소자(130)를 지지하는 고정 부재(140) 및 몸체(110)와 발광 소자(130) 사이의 측면 및 하면에 배치되는 수지부(150)를 포함할 수 있으며, 더 나아가 파장 변환층(미도시) 및 투광층(미도시)를 더 포함할 수 있다는 점에서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)와 동일한바, 중복 서술을 방지하기 위해 자세한 설명은 생략하도록 하며, 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100) 역시 제1 메탈 패드(135-1) 및 제1 메탈 패드(135-1)에 형성된 제1 홈(137-1), 제2 메탈 패드(135-2) 및 제2 메탈 패드(135-2)에 형성된 제2 홈(137-2)을 포함하나, 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 면적의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 면적의 비율이 아닌 길이의 비율을 기술적 특징으로 갖는다.
이 경우 제1 홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 길이의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 길이의 비율은 1:1.43 이상, 1:3.33 이하일 수 있으며, 1:1.66 이상, 1:2.5 이하인 경우가 가장 바람직하다.
이는 제1홈(137-1)과 제1 메탈 패드(135-1)의 길이의 비율 및 제2 홈(137-2)과 제2 메탈 패드(135-2)의 길이의 비율이 1:1.43 미만이라면 제1 홈(137-1) 및 제2 홈(137-2)의 길이가 지나치게 길어져 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)와 리드 프레임(120) 간의 압력이 줄어들어 발생한 기포를 리드 프레임(120) 외부로 방출시키는 원동력으로서의 역할을 온전하게 수행할 수 없고, 전체 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성에 문제가 생길 수 있으며, 1:3.33을 초과한다면 소정의 공간이 지나치게 작아지기에 기포의 이동 경로로서의 역할을 온전하게 수행할 수 없게 되기 때문이다.
한편, 이러한 길이의 비율은 제3 홈(137-3)과 제1 메탈 패드(135-1)의 길이의 비율 및 제4 홈(137-4)와 제2 메탈 패드(135-2)의 길이의 비율에도 동일하게 적용될 수 있으며, 이는 제1 홈(137-1)과 제3 홈(137-3)이, 제2 홈(137-2)와 제4 홈(137-4)의 길이가 동일하다는 것인바, 제1 홈(137-1)과 제3 홈(137-3) 및 제2 홈(137-2)와 제4 홈(137-4)의 길이가 동일한 경우 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)의 제조 공정이 단순해질 수 있다는 장점이 있다. 에칭 과정에서 홈의 길이 조절에 따른 별도의 에칭 장치 제어가 요구되지 않으며, 단순히 제1 메탈 패드(135-1) 및 제2 메탈 패드(135-2)를 반시계 방향으로 90° 회전시켜 에칭을 수행하면 충분하기 때문이다. 그러나 경우에 따라 제1 홈(137-1)과 제3 홈(137-3)이, 제2 홈(137-2)과 제4 홈(137-4)의 길이가 동일하지 않을 수도 있음은 물론이다.
중복 서술을 방지하기 위해 자세히 설명하지는 않았지만, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100) 역시 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)와 동일한 효과를 도출할 수 있다. 아울러, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100) 및 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100) 모두 제1 홈(137-1) 내지 제4 홈(137-4)을 예시적으로 들어 설명하였으나, 이와 더불어 복수 개의 홈(미도시)을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
한편, 이상에서 설명된 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 복수 개가 기판 상에 어레이될 수 있고, 발광 소자 패키지(100)의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)를 포함하는 광원 장치로 구현될 수 있다.
또한, 광원 장치는 기판과 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)를 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.
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.
광원 장치의 또 다른 예로, 헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광 소자 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.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 발광 소자 패키지
105: 캐비티
110: 몸체
120: 리드 프레임
122: 솔더
130: 발광 소자
135: 메탈 패드
135-1: 제1 메탈 패드
135-2: 제2 메탈 패드
137: 홈
137-1: 제1 홈
137-2: 제2 홈
137-3: 제3 홈
137-4: 제4 홈
140: 고정 부재
150: 수지부

Claims (10)

  1. 캐비티를 가지는 몸체;
    상기 캐비티 바닥에 배치되는 리드 프레임;
    상기 캐비티 내에서 상기 리드 프레임 상에 배치되는 발광 소자;
    상기 발광 소자의 배면에 배치되는 메탈 패드;
    상기 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 발광 소자를 지지하는 고정 부재; 및
    상기 몸체와 상기 발광 소자 사이의 측면 및 하면에 배치되는 수지부;
    를 포함하고,
    상기 메탈 패드는,
    상기 발광 소자 배면의 제1 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제1 홈을 포함하는 제1 메탈 패드; 및
    상기 발광 소자 배면의 제2 영역에 배치되며, 소정 면적으로 형성된 제2 홈을 포함하는 제2 메탈 패드;를 포함하며,
    상기 제1 홈과 제1 메탈 패드의 면적의 비율 및 상기 제2 홈과 제2 메탈 패드의 면적의 비율은,
    1:2.86 이상, 1:16.67 이하인,
    발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홈은,
    상기 발광 소자의 제1 변에 대응되는 상기 제1 메탈 패드의 제1 변으로부터 중심 방향으로 형성되며,
    상기 제2 홈은,
    상기 발광 소자의 제2 변에 대응되는 상기 제2 메탈 패드의 제2 변으로부터 중심 방향으로 형성된,
    발광 소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 홈 및 제2 홈은,
    서로 대칭 형상인,
    발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메탈 패드는,
    상기 발광 소자의 제3 변에 대응되는 상기 제1 메탈 패드의 제3 변으로부터 중심 방향으로 형성된 제3 홈;
    을 더 포함하며,
    상기 제2 메탈 패드는,
    상기 발광 소자의 제4 변에 대응되는 상기 제2 메탈 패드의 제4 변으로부터 중심 방향으로 형성된 제4 홈;
    을 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 홈 및 제4 홈은,
    서로 대칭 형상인,
    발광 소자 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제3 홈은,
    상기 제1 홈으로부터 반시계 방향으로 90°회전한 위치에 형성되며,
    상기 제4 홈은,
    상기 제2 홈으로부터 반시계 방향으로 90°회전한 위치에 형성되는,
    발광 소자 패키지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제3 홈과 제1 메탈 패드의 면적의 비율 및 상기 제4 홈과 제2 메탈 패드의 면적의 비율은,
    1:2.86 이상, 1:16.67 이하인,
    발광 소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자의 상부면과 수직 방향에서의 상기 제1 홈과 제1 메탈 패드의 높이의 비율 및 상기 발광 소자의 상부면과 수직 방향에서의 상기 제2 홈과 제2 메탈 패드의 높이의 비율은,
    1:1 이상, 1:3.33 이하인,
    발광 소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 내에서 상기 발광 소자를 뒤덮도록 충진되는 파장 변환층;및
    상기 캐비티 내에서 상기 파장 변환층 상에 배치되는 투광층;
    을 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 삭제
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