KR20060134969A - 표면 장착 발광 칩 패키지 - Google Patents

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Abstract

표면 장착 발광 패키지는 상부 표면과 하부 표면을 갖는 칩 캐리어를 포함한다. 발광 칩의 일부 또는 전부는 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된다. 리드 프레임은 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된다. 지지부에 표면 장착될 때, 칩 캐리어의 하부 표면은 리드 프레임의 중간 개입없이 지지부와 함께 열접촉한다.
칩 캐리어, 발광 칩, 리드 프레임, 인캡슐런트, 전기 단자, 플립칩

Description

표면 장착 발광 칩 패키지{SURFACE MOUNT LIGHT EMITTING CHIP PACKAGE}
본 발명은 2003년 12월 9일에 출원된 미국 가출원번호 60/527,969에 대한 이익을 향유한다.
본 발명은 조명 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 표시등, 조명 장치 등에 적용되는 표면에 장착된(surface-mounted) 발광 다이오드에 관한 것이며, 그것에 관한 것들이 참조 되어서 이하 서술될 것이다. 한편, 표면에 장착 가능한 발광 다이오드 장치가 다른 분야에도 장점으로서 채용될 수 있음이 하기에 서술된다.
표면에 장착된 발광 패키지는 전형적으로 발광 다이오드 칩, 수직 공동 표면광 레이져와 같은 발광 칩을 채용한다. 일 배열예에서, 상기 칩은 교대로 리드 프레임에 접착되는 열전도성의 부 장착대(sub-mount)에 접착된다. 상기 부 장착대는 전기적 상호 연결의 제조력을 향상시키고, 열접촉과 열전도성 등을 향상시키는 다양한 장점을 제공한다. 상기 리드 프레임은 인쇄 회로기판에 남땜되거나 다른 지지부재에 의해서 표면 장착대에 적용된다.
그러한 배열은 단점을 갖기도 한다. 상기 열수송 경로는 부 장착대 및 리드 프레임이라는 두개의 방해 요소들을 포함한다. 상기 리드 프레임의 전기적 연결은 연약한 와이어(wire) 본딩이 전형적으로 개입된다. 상기 부 장착대와 상기 리드 프 레임간의 기계적인 연결은 에폭시 수지나 인캡슐런트 몰딩 재료의 다른 유형에 의해서 부분적으로 영향을 받는다. 그러한 재료들은 와이어 본딩이나 기계적인 연결에 가해질 수 있는 상대적으로 높은 열 팽창률을 갖을 수 있다.
본 발명은 위에서 언급된 제한들과 단점들을 극복하는 개선된 장치와 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에는 발광 패키지가 개시되어 있다. 칩 캐리어는 상부와 하부 표면을 포함한다. 하나 이상의 발광 칩은 상기 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된다. 리드 프레임은 상기 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된다.
본 발명의 다른 측면에는 광 이미터가 개시되어 있다. 칩 캐리어는 상부와 하부 표면을 구비한다. 하나 이상의 발광 칩은 상기 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된다. 리드 프레임은 하나 이상의 발광 칩의 전극들과 전기적으로 접촉한다. 인쇄 회로 소자를 포함하는 지지부가 제공된다. 상기 리드 프레임은 상기 인쇄 회로 소자와 전기적으로 접촉한다. 상기 칩 캐리어는 리드 프레임의 중간 개입 없이도 상기 지지부에 고정된다.
본 발명의 또 다른 측면은 칩 캐리어와 상기 칩 캐리어에 부착된 발광 칩을 포함하는 발광 패키지가 개시되어 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 발광 칩과 상기 발광 칩의 전극과 전기적으로 연결되는 리드 프레임을 포함하는 발광 패키지가 개시되어 있다.
본 발명의 많은 장점과 이점들이 당업자에게 명확하게 이해되도록 서술될 것이다.
본 발명은 구성요소들의 다양한 구성과 나열 형태를 취할 수 있으며, 처리 동작의 다양한 처리 동작과 배열형을 취할 수 있다. 도면들은 바람직한 실시에의 도시를 위해 사용되며 본 발명을 제한하지 않는다, 상기 발광 패키지의 도면들은 축척이 비례하지는 않는다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로 기판에 장착된 발광 패키지 표면의 측면도.
도2A는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 패키지의 상부도.
도2B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 패키지의 측면도.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 패키지의 상부도.
도4A는 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩이 결합된 네 개의 발광 칩을 갖는 칩 캐리어의 상부도.
도4B는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 프레임의 상부도.
도4C는 본 발명의 일 실시예에 따른 도4A와 도4B의 구성요소로부터 제조된 발광 패키지의 측면도.
도5A는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 캐리어에 부착된 칩 와이어 각각이 앞면 전극을 갖으며 네 개의 발광 칩이 결합된 칩 캐리어의 상부도.
도5B는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 프레임의 상부도.
도5C는 본 발명의 일 실시예에 따른 도5A 및 도5B의 구성요소로부터 제조된 발광 패키지의 측면도
도1을 참조하면, 표면에 장착된 발광 패키지(10)는 전기적인 절연 칩 캐리어(14)에 부착된 발광 다이오드, 공진 공동 발광 다이오드, 수직 공동 표면 방사 레이저와 같은 발광 칩(12)을 포함한다. 도1에서, 상기 칩 캐리어(14)의 상부 표면(26) 위에 배치되는 전기적인 전도층(20, 22)에 결합되는 발광 칩(12)의 전극 앞면에 플립칩 본딩 배열이 도시된다. 절연 갭(28)은 공기 또는 에폭시 수지나 다른 유전체와 같은 전기적인 절연 물질로 채워질 수 있다. 상기 전기적인 전도 층(20, 22)은 전기 극성이 반대인 제1 단자 및 제2 단자로 정의된다. 플립칩 전극 본딩(32, 34)은 저온열압착본딩, 도체 에폭시 수지 본딩, 남땜 본딩 등일 수 있다.
바람직하게 상기 칩 캐리어(14)는 열전도성을 띤다. 상기 칩 캐리어(14)의 상부 표면(26)의 일부 또는 전체는 전기 절연성을 띤다. 상기 칩 캐리어(14)는 전기 절연 플라스틱을 제외한 반절연 실리콘, 세라믹, 또는 열전도체와 같은 전기 절연 물질로 구성된다. 대안적으로, 상기 칩 캐리어(14)는 절연층 또는 상부 표면(26)의 일부 또는 전체에 적용된 코팅을 갖는 전기 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 칩 캐리어(14)는 상기 상부 표면(26) 위에 배치된 실리콘 산화층을 갖는 도체 실리콘으로 구성되거나, 상기 칩 캐리어(14)는 상기 상부 표면(26) 위에 배치된 절연 금속 등으로 구성될 수 있다.
상기 전기 전도층(20, 22)은 플립칩이 결합된 상기 발광 칩(12)이 있는 다이 접착 영역으로부터 뻗어나온다. 전기 전도성을 띠며 전기적으로 서로 서로 절연된 리드 프레임 요소들(40, 42)은 고정되어, 다이 접착 영역으로부터 전기 전도 층들(20, 22) 말단부와 전기적으로 접촉한다. 상기 리드 프레임(40, 42)은 상기 칩 캐리어(14)의 상부 표면(26)에 접착된다. 상기 리드 프레임 요소(40)는 상기 칩 캐리어(14)로부터 전기적 리드(46) 말단 및 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면과 동일평면상에 있는 리드(46)와 같은 밴드(48)를 포함한다. 이와 유사하게, 상기 리드 프레임 요소(42)는 상기 칩 캐리어(14)로부터의 전기 리드(52) 말단 및 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면(50)과 동일 평면상에 있는 리드(52)와 같은 밴드(54)를 포함한다. 상기 칩 캐리어(14)의 상부 표면(26)에 리드 프레임 요소들(40, 42)의 전기적이고 물리적인 본딩은 남땜 본딩들(54, 56)에 의해서 수행된다. 상기 리드 프레임(40, 42)은 납이나 또 다른 고전도 물질로 구성된다.
몰딩 또는 인캡슐런트(60)는 발광 칩(12) 및 상기 칩 캐리어(14)의 상부표면(26) 위에 배치되며, 상기 칩 캐리어(14)에 근접한 리드 프레임 요소들(40, 42)의 일부분을 인캡슐런트로 밀봉한다. 상기 리드 프레임(40, 42)의 리드들(46, 52) 뿐만 아니라, 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면(50)은 상기 인캡슐런트(60)의 바깥으로 뻗어나온다. 선택적으로, 파장 전환 인광 층(62)은 상기 인캡슐런트(60)를 소모하며, 상기 발광 칩(12)에 의해서 방사된 빛을 다수의 파장들의 또 다른 파장이나 범위로 형광성으로 또는 인광성으로 변환한다.
상기 칩 캐리어(14)와 상기 발광 칩(12)과 리드 프레임(40, 42)은 상기 칩 캐리어(14)의 상부 표면(26)에 인쇄 회로 기판(70) 위의 표면에 장착된 표면 장착 가능한 유닛을 공동으로 정의하는 광학 인캡슐런트(60) 및 인광층(62)과 함께 결합 된다. 도1의 실시예에 의하면, 상기 인쇄회로기판(70)은 상기 금속 기판(72) 위에 절연 코팅(74)이 배치된 구리나 알루미늄 기판과 같은 금속 기판(72)을 포함한다. 인쇄 트레이스는 상기 절연 코팅(74) 위에 배치되고 선택된 전기 회로 또는 전기 단자, 본딩 범프 또는 본딩 패드들(80, 82)을 포함하는 회로를 정의한다. 상기 리드 프레임 요소(40)의 리드(46)는 상기 리드 프레임 요소(42)의 상기 리드(52)가 상기 인쇄 회로 소자 전기 단자(82)에 남땜되는 동안 인쇄 회로 소자 전기 단자(80)에 남땜된다. 상기 인쇄 트레이스는 선택적으로 상기 전기 회로 소자와 연결되지 않는 열단자(84)를 포함한다. 바람직하게 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면(50)은 열전도성을 띠는 경로를 그 사이에 제공하기 위해 고정되거나 상기 열단자(84)에 결합되어, 상기 발광 칩(12)에서 발생된 열이 열전도성을 띄는 칩 캐리어(14)을 통해 열단자(84) 및 상기 인쇄 회로 기판(70)에 그때부터 전도할 수 있다. 선택적으로, 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면(50)은 상기 기판에 남땜 점착을 위한 금속층이나 열전도와 온도 전달을 증강시키기 위한 다른 코팅을 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 리드들(46, 52)을 상기 단자들(80, 82)에로의 접착 본딩과 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면(50)을 상기 열단자(84)에로의 접착 본딩은 동일하다. 예를 들면, 이러한 부착들은 단일의 본딩 처리에서 남땜 본딩에 의해서 제작될 수 있다. 대안적으로, 리드들(46, 52)이 상기 단자들(80. 82)에 결합하기 위한 부착 유형과 비교되는 접착의 다른 유형이 상기 칩 캐리어(14)의 하부 표면(50)을 상기 열단자(84)에 결합하기 위해 사용된다. 이러한 전자의 유형에서는 상기 칩 캐리어(14)의 열부착과 상기 리드들(46, 52)의 전기 접착은 열전도성 및 전기 전도성을 위해 독립적으로 활용될 수 있다.
도2A와 도2B는 발광 패키지(110)의 상부면과 측면을 도시한다. 상기 패키지(110)는 도1의 패키지(10)와 유사하다. 상기 발광 패키지(110)의 요소들은 상기 패키지(10)의 요소들에 상응하여 도면 부호가 100씩 가감되어 붙여졌다. 상기 패키지(110)는 플립칩이 전도층들(120, 122)에 결합되고 칩 캐리어(114)의 상부 표면(126) 위에 배치된 발광 칩(112)을 포함한다. 리드 프레임 요소들(140, 142)은 남땜되거나 상기 칩 캐리어(114)의 상부 표면(126) 위에 배치된 상기 전도층들(120, 122)과 전기적으로 연결되고 기계적으로 결합된다. 상기 리드 프레임 요소들(140, 142)은 각각 밴드(148, 154)를 포함하여, 상기 칩 캐리어(114)로부터 전기적인 리드(146, 152) 말단부가 상기 칩 캐리어(114)의 하부 표면(150)과 대략 동일 평면상에 있다.
패키지(10)에 따르면, 상기 칩 캐리어(114)의 상부 표면(126)의 전부 또는 일부는 상기 칩 캐리어(114)가 전기적으로 절연되거나 전기적 절연 상부 표면(126)을 제공하는 절연층과 함께 전기 전도성을 띠는 동안 전기적으로 절연된다. 바람직하게 상기 칩 캐리어(114)는 열전도성을 띤다. 상기 리드 프레임(140, 142)은 전기 정도성을 띠며, 납 또는 다른 금속으로 만들어진다. 도시된 바와 같은 상기 패키지(110)는 인캡슐런트나 인광을 포함하지 않으나, 이러한 요소들은 선택적으로 부가된다. 만일 인캡슐런트가 부가되면 상기 칩 캐리어(114)의 하부 표면(150)과 상기 리드들의 리드(146, 152)는 상기 인캡슐런트의 바깥으로 뻗어 나와야한다.
상기 발광 패키지(110)는 와이어 결합을 포함하지 않는 장점이 있다.상기 리 드 프레임(140, 142)과 상기 발광 칩(112) 간의 전기적 연결은 전도층들(120, 122)을 통한다. 도2A에 도시하는 바와 같이, 상기 전도층들(120, 122)은 넓은 영역층이고 상기 전도층들(120, 122)의 두께가 제한되었음에도 불구하고 좋은 전도성을 제공한다. 더욱이, 상기 전도층들(120, 122)은 광 추출을 증가시키는 반사층일 수 있다. 상기 발광 패키지(110)는 인쇄회로기판이나 다른 기판 위에 표면 장착을 위해 적당하다. 표면 장착을 수행하기 위해서, 상기 칩 캐리어(114)의 하부 표면(150)이 바람직하게 고정되거나 인쇄 회로 기판이나 다른 기판에 열적으로 결합되는 동안 리드들(146, 152)은 고정되거나 인쇄 회로 소자의 전기 단자나 본딩 패드, 본딩 범프에 전기적으로 결합된다.
도3을 참조하면, 발광 패키지(210)가 개시되어 있다. 상기 캐키지(210)는 도1의 패키지(10)와 유사하다. 발광 패키지(210)의 요소들은 도면부호가 200 씩 가감되면서 패키지(10)의 요소들과 상응한다. 상기 패키지(210)는 칩 캐리어(214)의 상부 표면 위에 배치된 전도층(220)에 결합된 발광 칩(212)을 포함한다. 상기 패키지(10)와는 다르나 패키지(210)에서 상기 발광 칩(212)은 플립칩이 결합되지 않는다. 반면에, 상기 발광 칩(212)은 비역전 구성 상태로 결합되며, 저온 열압착본딩, 전도성있는 에폭시 수지, 남땜 등과 같은 것을 사용하여 전기적으로 상기 전도층(220)에 결합된 전극을 보조하는 전기 전도성을 띠는 뒷면을 포함한다. 상기 발광 칩(212)의 앞면 전극은 또 다른 전도층(222)에 와이어로 결합되며, 갭(228)에 의해서 상기 전도층(220)으로부터 분리된다. 상기 와이어 결합(290)은 상기 갭(228)을 가로질러서 전도층(222)을 갖는 발광 칩(212)의 앞면 전극(292)에 전기 적으로 연결된다.
리드 프레임 요소들(240, 242)은 고정되거나 전기적으로 연결되고 상기 칩 캐리어(214)의 상부 표면 위에 배치되는 상기 전도층들(220, 222)과 함께 기계적으로 결합된다. 상기 패키지(10, 110)의 리드 프레임 요소들에 상응하여, 상기 리드 프레임 요소들(240, 242)은 각각 밴드(248, 254)를 포함하여 전기적인 상기 리드들(246, 252)은 상기 칩 캐리어(214)의 하부 표면과 함께 동일 평면상에 있다. 상기 패키지(10)와 유사하게, 상기 리드들(246, 252) 및 상기 칩 캐리어(214)의 하부 표면이 인캡슐런트(260)의 바깥으로 뻗어나오는 동안, 인캡슐런트(260)는 상기 발광 칩(212), 상기 와이어 결합(290), 상기 칩 캐리어(214)의 상부 표면, 및 상기 리드 프레임 요소들(240, 242)의 일부분을 밀봉한다. 게다가, 상기 발광 패키지(210)는 인광 코팅(262)을 포함한다.
도1과 도3에서 인광 코팅된 인캡슐런트가 도시되나, 인광 없는 인캡슐런트, 또는 상기 인캡슐런트에서 분산된 인광, 또는 인광이 상기 발광 칩에 의해서 제공된 빛과 상호 작용하기 위해 배열될 수 있다. 게다가, 도2에서 인캡슐런트 없는 인광층 또는 인캡슐런트와 인광을 모두 포함하지 않는 인광층이 개시된다.
도4A, 4B 와 4C를 참조하면, 발광 패키지(310)가 개시된다. 상기 패키지(310)는 도1의 패키지(10)와 유사하다. 발광 패키지(310)의 요소들은 상기 패키지(10)의 요소들과 상응하며 도면부호 300이 가감되어 있다. 상기 패키지(310)는 플립칩이 전도층들(320, 322, 324)에 결합되어 칩 캐리어(314)의 상부 표면 위에 배치된 네 개의 발광 칩들(312A, 312B, 312C, 312D)을 포함한다. 상기 전도층 들(320, 322, 324)은 상기 층들(320, 322)과 일련의 상호 연결단자로서 작용하는 것 사이에 배치되어 층(324)과 함께 배열된다. 상기 전도층들(322, 324)이 갭(328)에 의해 분리되는 동안 상기 전도층들(320, 324)은 갭(328)에 의해서 분리된다. 상기 발광 칩들(312A, 312B)은 상기 전도층들(320,324)에 결합된 전극과 함께 상기 갭(328)을 가로질러 플립칩이 결합되는 반면에 상기 발광 칩들(312C, 312D)은 상기 전도층들(322, 324)에 결합된 전극과 함께 상기 갭(330)을 가로질러 플립칩이 결합된다. 그리하여, 상기 발광 칩들(312A, 312B)은 서로 서로 전기적으로 병렬 연결되며, 이와 유사하게 상기 발광 칩들(312C, 312D)은 서로 서로 전기적으로 병렬 연결된다. 상기 칩들(312A, 312B)의 병렬 조합은 일련의 상호 연결 단자 전도층(324)을 통한 칩들(312C, 312D)의 병렬 조합과 일련적으로 전기적 연결된다.
리드 프레임 요소들(340, 342)은 고정되거나 전기적으로 연결되며 상기 칩 캐리어(314)의 상부 표면 위에 배치된 상기 전도층들(320, 322)과 기계적으로 결합된다. 상기 패키지들(10, 110)의 리드 프레임 요소들과 상응하여, 상기 리드 프레임 요소들(340, 342)은 각각 밴드(348, 354)를 포함하며, 전기 리드들(346, 352)은 대략 상기 칩 캐리어(314)의 하부 표면과 동일 평면에 있고, 상기 발광 칩 패키지(310)는 남땜이나 상기 리드 프레임 요소들(340, 342)의 리드들(346, 352)을 인쇄 회로기판이나 다른 지지부로의 연결에 의해서 표면에 장착될 수 있다. 바람직하게, 상기 표면 장착은 상기 칩 캐리어(314)의 하부 표면과 상기 인쇄 회로 기판이나 다른 지지부 간에 남땜 결합이나 다른 열접촉을 형성하는 것을 포함한다. 상기 발광 패키지(310)에 인캡슐런트나 인광이 포함되지 않음에도, 인캡슐런트, 인광, 광학요소 등은 선택적으로 포함될 수 있다.
다른 실시예에 의하면, 제너 다이오드에 의해서 대체된 상기 발광 칩들(312B, 312D)은 상기 갭들(3228, 330)을 가로질러서 각각 연결된다. 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩들(312A, 312C)을 위한 정전기 방전 보호를 제공한다. 더욱이, 다른 전자 요소들은 상기 칩 캐리어(314)의 상부 표면 위의 전도 영역에 의해서 정의된 상호 연결 회로소자에 따라서 부가될 수 있다. 그러한 다른 전자 요소들은 예를 들면 입력 전압 조정, 전류 제한 등을 통해서 상기 발광 칩들의 행동을 조절할 수 있다.
도5A, 도5B 및 도5C를 참조하면, 발광 패키지(410)가 개시된다. 상기 패키지(410)는 도4A, 도4B 및 도4C의 상기 패키지(310)와 유사하다. 상기 발광 패키지(410)의 요소들은 상기 패키지(310)의 요소들과 상응하며, 도면 부호 100이 가감된다. 상기 패키지(410)는 상기 칩 캐리어(414)의 상부 표면 위에 배치되고 칩 캐리어(414)의 전도층들(420, 422, 424)과 전기적으로 결합되는 네 개의 발광 칩들(412A, 412B, 412C, 412D)을 포함한다. 상기 전도 층들(420, 422, 424)은 상기 층들(420, 422)과 일련의 상호 연결단자로서 작용하는 것 사이에 배치되어 층(424)과 함께 배열된다. 상기 전도층들(422, 424)이 갭(430)에 의해서 분리되는 동안 상기 전도층들(420, 424)은 갭(428)에 의해서 분리된다. 상기 발광 칩들(412A, 412B)은 전극이 상기 전도층(420)에 결합되는 것을 보조하는 전기적 전도성을 띠는 각 칩의 뒷면과 함께 비역전 방위로 배열된다. 유사하게, 상기 발광 칩들(412C, 412D)은 전극이 상기 전도층(424)에 결합되는 것을 보조하는 전기적 전도성을 띠는 각 칩의 뒷면과 함께 비역전 방위로 배열된다. 상기 발광 칩(412A)의 앞면 전극은 와이어 결합(490A)에 의해서 상기 갭(428)을 가로질러서 상기 전도층(424)에 와이어 본딩이 된다. 유사하게, 상기 발광 칩(412B)의 앞면 전극은 와이어 결합(490B)에 의해서 상기 갭(428)을 가로질러서 상기 전도층(424)에 와이어 본딩이 된다. 상기 발광 칩(412C)의 앞면 전극은 와이어 결합(490C)에 의해서 상기 갭(430)을 가로질러서 상기 전도층(422)에 와이어 본딩이 된다. 상기 발광 칩(412D)의 앞면 전극은 와이어 결합(490D)에 의해서 상기 갭(430)을 가로질러서 상기 전도층(422)에 와이어 본딩이 된다. 그리하여, 상기 발광 칩들(412A, 412B)은 서로 서로 전기적으로 병렬 연결되며, 이와 유사하게 상기 발광 칩들(412C, 412D)은 서로 서로 전기적으로 병렬 연결된다. 상기 칩들(412A, 412B)의 병렬 조합은 일련의 상호 연결 단자 전도층(424)을 통한 칩들(412C, 412D)의 병렬 조합과 일련적으로 전기적 연결된다.
리드 프레임 요소들(440, 442)은 고정되거나 전기적으로 연결되며 상기 칩 캐리어(414)의 상부 표면 위에 배치된 상기 전도층들(420, 422)과 기계적으로 결합된다. 상기 패키지들(10, 110)의 리드 프레임 요소들과 상응하여, 상기 리드 프레임 요소들(440, 442)은 각각 밴드(448, 454)를 포함하며, 전기 리드들(446, 452)은 대략 상기 칩 캐리어(414)의 하부 표면과 동일 평면에 있고, 상기 발광 칩 패키지(410)는 남땜이나 리드들(446, 452)을 인쇄 회로기판이나 다른 지지부로의 연결에 의해서 표면에 장착될 수 있다. 바람직하게, 상기 표면 장착은 상기 칩 캐리어(414)의 하부 표면과 상기 인쇄 회로 기판이나 다른 지지부 간에 남땜 결합이나 다른 열접촉을 형성하는 것을 포함한다. 상기 발광 패키지(410)에 인캡슐런트나 인 광이 포함되지 않음에도, 인캡슐런트, 인광, 광학요소 등은 선택적으로 포함될 수 있다.
도3 및 도5를 참고하면, 단일의 와이어 결합이 각 칩의 앞면 전극을 전기적으로 연결하기 위해서 상기 칩의 전기 전도성을 띠는 뒷면에 상응하여 각 칩의 두번째 전극과 함께 사용된다. 그러나, 상기 칩 캐리어의 앞 표면 위에 배치되는 전도 필름들 중의 하나에 각각의 와이어가 부착되는 절연 뒷면과 두 개의 앞면을 채용할 수 있다.
이하, 전자 패키징 처리를 사용하여 제조된 발광 패키지가 개시된다. 처리 과정 중의 일 실시예는 다음과 같다. 바람직하게 상기 처리는 칩 캐리어 웨이퍼로부터 생기는 칩 캐리어를 각각 포함하는 많은 수의 발광 패키지들을 생산할 것 같은 칩 캐리어 웨이퍼로 시작한다. 만일 칩 캐리어가 전기적 전도성을 띤다면, 바람직하게 코팅되고, 산화되거나 상기 상부 표면 위의 일부 또는 전체에 전기적 절연층을 형성하기 위해서 처리된다. 두 개 이상의 패턴된 전도층은 금속 증발, 전기도금 또는 상기 전도층들 간의 전기적 절연 갭들을 정의하는 리소그래픽 기술로 결합하는 것 등을 사용하여 칩 캐리어의 상부 표면 위에 형성된다. 이러한 패턴된 전도층들은 도1의 패키지의 층들(20,22)과 같은 전기 단자 전도층들이다. 선택적으로 상기 칩 캐리어의 하부 표면들은 상기 하부 표면을 통한 열전도성을 향상시키기 위해 남땜 부착을 가능하게 하도록 금속화된다. 상기 발광 칩들은 기계적으로 부착되고 플립칩 본딩, 와이어 본딩 등에 의해서 전기적으로 칩 캐리어에 부착된다. 상기 칩 캐리어 웨이퍼는 발광 칩들이 부착된 다수의 칩 캐리어를 생산한다.
다이싱에 의해 생산되는 칩 캐리어 각각은 하기와 같은 처리 과정으로 처리된다. 상기 칩 캐리어의 상기 상부 표면은 상기 리드 프레임에 고정된다. 바람직하게, 상기 두 개의 리드 프레임 요소들은 탭이나 이러한 남땜으로 인한 다른 체결구들에 의해서 함께 고정되며, 그러한 리드 프레임들은 선형으로 함께 고정되거나 자동화된 처리를 촉진시키기 위해서 2차원적 배열로 된다. 수송 몰딩 처리는 발광 칩들, 상기 칩 캐리어의 상부 표면과 상기 리드 프레임의 일부분의 전체에 인캡슐런트를 형성하기 위해서 사용된다. 상기 몰딩 다이는 리드 및 상기 칩 캐리어의 하부 표면이 상기 몰딩된 인캡슐런트 바깥으로 뻗어나오도록 디자인된다. 상기 리드 프레임의 탭은 남땜 등에 의해서 표면 장착을 위해 알맞게 된 최종 발광 패키지를 생산하기 위해서 리드 프레임 요소들을 전기적으로 분리시키도록 잘리거나 다듬어지게 된다.
본 발명은 바람직한 실시예와 함께 서술되었다. 당업자는 본 발명의 상세한 설명을 이해함으로써 다양한 수정과 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 사상과 범위내에서 다양한 수정과 변형이 일어날 수 있음은 자명하다.

Claims (37)

  1. 상부 표면과 하부 표면을 구비한 칩 캐리어;
    상기 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된 하나 이상의 발광 칩; 및
    상기 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된 리드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 상기 발광 칩 및 상기 칩 캐리어의 상부 표면을 밀봉하는 인캡슐런트로서 상기 칩 캐리어의 하부 표면과 리드 프레임의 리드가 바깥으로 뻗어나오는 인캡슐런트를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어의 상부 표면 위에 배치된 하나 이상의 전기 전도 물질 영역으로서, 상기 리드 프레임을 상기 상부 표면에 부착시킴으로써 하나이상의 전기 전도 물질 영역에 접촉하게 되는, 하나 이상의 전기 전도 물질 영역을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 하나 이상의 상기 전기 전도 물질 영역은,
    제1 전기 단자를 정의하는 전기 전도 물질의 제1 영역;
    상기 제1 전기 단자와 반대의 전기 극성을 갖는 제2 전기 단자를 정의하며, 상기 제1 영역으로부터 전기적으로 절연된 전기 전도 물질의 제2 영역;
    상기 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자와 전기적으로 연결된 발광 칩의 전극; 및
    상기 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자에 부착된 리드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 발광 칩은 상기 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자에 결합된 플립칩인 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  6. 제4항에 있어서, 상기 발광 칩은 저온열압착 본딩, 남땜 및 전도성 에폭시 수지 중 하나를 사용하여 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자에 결합된 플립칩인 것을 특징으로는 발광 패키지.
  7. 제4항에 있어서, 상기 발광 칩의 하나 이상의 전극은 상기 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자 중의 하나와 와이어 본딩으로 결합되는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발광 칩의 다른 전극은 상기 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자의 나머지 중의 하나와 와이어 본딩으로 결합되는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  9. 제3항에 있어서, 하나 이상의 전기 전도 물질 영역은 제1 전기 단자를 정의하는 전기 전도 물질의 제1 영역과, 상기 제1 전기 단자와 반대의 전기 극성을 갖는 제2 전기 단자를 정의하며 상기 제1 영역으로부터 전기적으로 절연된 전기 전도 물질의 제2 영역 및, 일련의 상호 연결 단자를 정의하며 전기 전도 물질의 상기 제1 영역과 제2 영역으로부터 전기적으로 절연된 전기 전도 물질의 제3 영역을 포함하고;
    발광칩은 제1 발광 칩과 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 발광 칩의 전극은 상기 제1 전기 단자 및 일련의 상호 연결 전기 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 발광 칩의 전극은 상기 제2 전기 단자 및 일련의 상호 연결 전기 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 리드 프레임은 상기 제1 전기 단자 및 제2 전기 단자에 부착되는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 발광 칩은 제3 발광 칩의 전극이 상기 제1 전기 단자 및 일련의 상호연결 전기 단자와 전기적으로 연결되는 제3 발광 칩을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 발광 칩은 제4 발광 칩의 전극이 상기 제2 전기 단자 및 일련의 상호연결 전기 단자와 전기적으로 연결되는 제4 발광 칩을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 전기 단자와 일련의 상호연결 전기단자 및 제2 전기 단자와 일련의 상호 연결 전기 단자 중의 하나 이상과 전기적으로 연결된 하나 이상의 제너 다이오드를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  13. 제3항에 있어서, 전기 전도 물질의 하나 이상의 영역과 전기적으로 접촉하며 하나 이상의 발광 칩의 행동을 조정하는 하나 이상의 전자 소자를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 하나 이상의 상기 전자 소자는 정전기 방전 보호를 제공하도록 발광 칩과 전기적으로 병렬 연결된 제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  15. 제1항에 있어서, 상기 발광 칩은 상기 리드 프레임을 통해 전력을 수용하고 상기 칩 캐리어의 하부 표면을 통해서는 전력을 수용하지 않는 것을 특징으로 하는 발광패키지.
  16. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어의 하부 표면은 상기 리드 프레임으로부터 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  17. 제1항에 있어서, 상기 리드 프레임은 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된 리드 프레임의 일부분으로부터 뻗어나오는 전기적인 리드를 구비하고, 상기 전기적인 리드는 상기 칩 캐리어의 하부 표면과 일부분이 동일 평면에 있는 리드부를 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  18. 제17항에 있어서, 상기 칩 캐리어의 하부 표면은 상기 리드 프레임으로부터 전기적으로 비전도성이거나 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  19. 제18항에 있어서, 상기 칩 캐리어와 발광 칩 및 리드 프레임은 표면에 장착 가능한 유닛을 정의하고
    상기 발광 패키지는 인쇄 회로 소자로서 상기 인쇄 회로 소자에 전기적으로 접촉하는 칩 캐리어의 하부 표면과 동일 평면에 있는 리드를 갖는 상기 인쇄 회로 소자 위의 표면에 장착 가능한 유닛이 장착되는 인쇄 회로 소자를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  20. 제19항에 있어서, 상기 인쇄 회로 소자를 포함하는 인쇄 회로 기판으로서, 칩 캐리어의 하부 표면이 상기 인쇄 회로 기판과 열 접촉하는 인쇄 회로 기판을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  21. 제19항에 있어서, 상기 인쇄 회로 소자가 위에 배치되며, 상기 칩 캐리어의 하부 표면과 직접 접촉하는 상기 인쇄 회로 기판을 부가적으로 포함하는 특징으로 하는 발광 패키지.
  22. 제21항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 상기 인쇄 회로 기판에 납땜되는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  23. 제21항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 상기 인쇄 회로 기판에 남땜되고, 상기 남땜으로 된 연결은 열전도성을 띠나 상기 발광 칩이 작동될 때 전기 전류를 전도하지 않는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  24. 제21항에 있어서, 상기 인쇄 회로 소자에 접촉하는 리드 간의 부착은 상기 인쇄 회로 기판에 접촉하는 칩 캐리어의 하부 표면의 부착과는 상이한 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  25. 제21항에 있어서, 적어도 상기 발광칩 및 상기 칩 캐리어의 상부 표면을 밀봉하는 인캡슐런트로서, 상기 칩 캐리어의 하부 표면과 리드부의 전부 또는 일부가 상기 인캡슐런트의 바깥으로 뻗어나오는 칩 캐리어의 하부 표면과 동일 평면상에 있는 인캡슐런트를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  26. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 반절연 실리콘 웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패티지.
  27. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 상부표면의 일부 또는 전부가 절연층으로 코팅된 전기 전도 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  28. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 상부 표면의 일부 또는 전부가 절연층으로 코팅된 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  29. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 열전도 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  30. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  31. 제1항에 있어서, 상기 칩 캐리어는 전기적으로 절연되며 상기 리드 프레임은 전기 전도성을 띠는 것을 특징으로 하는 발광 패키지.
  32. 상부 표면과 하부 표면을 구비한 칩 캐리어;
    상기 칩 캐리어의 상부 표면에 부착된 하나 이상의 발광 칩;
    하나 이상의 상기 발광 칩의 전극에 전기적으로 접촉하는 리드 프레임; 및
    인쇄 회로 소자를 포함하는 지지부로서, 리드 프레임은 상기 인쇄 회로 소자와 전기적으로 접촉하고, 상기 칩 캐리어는 상기 리드 프레임의 개입 없이 지지부에 고정되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 이미터.
  33. 제32항에 있어서, 상기 리드 프레임은
    상기 칩 캐리어의 상부 표면으로부터 상기 인쇄 회로 소자의 제1 단자까지 뻗어나오는 제1 리드 프레임 요소; 및
    상기 칩 캐리어의 상부 표면으로부터 상기 인쇄 회로 소자의 제2 단자까지 뻗어나오는 제2 리드 프레임 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 이미터.
  34. 제33항에 있어서, 상기 칩 캐리어는
    상기 상부 표면 위에 배치되고 상기 제1 리드 프레임 요소와 전기적으로 접촉하는 제1 전기 전도층; 및
    상기 상부 표면 위에 배치되고 상기 제2 리드 프레임 요소와 전기적으로 접촉하는 제2 전기 전도층을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 이미터.
  35. 제34항에 있어서, 상기 발광 칩의 상기 전극은 상기 제1 전기 전도층 및 제2 전기 전도층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광 이미터.
  36. 제34항에 있어서, 상기 제1 리드 프레임 요소와 제2 리드 프레임 요소는 상기 칩 캐리어의 상부 표면에 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 이미터.
  37. 제34항에 있어서, 하나 이상의 상기 발광 칩은 두 개 이상의 발광 칩을 포함하고, 상기 칩 캐리어는 상기 상부 표면 위에 배치되는 제3 전기 전도층으로서, 두 개의 발광 칩의 전극은 상기 제3 전기 전도층과 접촉하는 제3 전기 전도층을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 이미터.
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