KR20080051341A - Electron parts package - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 노란띠 현상을 설명하기 위해 채용된 반도체 패키지의 개략적인 구조도이다.1 is a schematic structural diagram of a semiconductor package employed to explain a conventional yellow band phenomenon.
도 2 및 도 3은 종래의 노란띠 현상 발생에 대하여 샘플을 근거로 하여 설명한 도면이다.2 and 3 are views illustrating a conventional yellow band phenomenon on the basis of a sample.
도 4는 노란띠 현상을 제거하기 위해 제안된 종래의 반도체 패키지의 개략적인 구조도이다.4 is a schematic structural diagram of a conventional semiconductor package proposed to remove a yellow band phenomenon.
도 5는 노란띠 현상을 제거하기 위해 제안된 종래의 다른 반도체 패키지의 개략적인 구조도이다.5 is a schematic structural diagram of another conventional semiconductor package proposed to remove the yellow band phenomenon.
도 6 내지 도 8은 종래 스텐실링 기법을 사용한 경우의 문제점을 설명하기 위해 채용된 도면이다.6 to 8 are views employed to explain the problem when using a conventional stenciling technique.
도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자부품 패키지의 구성도이다.9 is a configuration diagram of an electronic component package according to a first embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전자부품 패키지의 구성도이다.10 is a configuration diagram of an electronic component package according to a second embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제 3실시예에 따른 전자부품 패키지의 구성도이다.11 is a configuration diagram of an electronic component package according to a third embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
40 : 기판 42 : 발광소자40
44 : 와이어 46 : 형광체층44: wire 46: phosphor layer
48 : 광투과부 50 : 내부 전극48: light transmitting part 50: internal electrode
52 : 도금층 54 : 단차부52 plating
56 : 보조 단차부 58 : 댐56: auxiliary step portion 58: the dam
본 발명은 전자부품 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백색광 출력이 가능한 전자부품 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic component package, and more particularly, to an electronic component package capable of outputting white light.
발광다이오드(light emission diode, 이하, LED라 함)는 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자이다. LED는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성한다. 현재, 이와 같은 반도체 소자가 전자부품에 패키지형태로 많이 채택되고 있다.Light emitting diodes (hereinafter, referred to as LEDs) are semiconductor devices capable of realizing various colors. The LED constitutes a light emitting source by changing compound semiconductor materials such as GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN, and AlGaInP. At present, many such semiconductor devices have been adopted in the form of packages in electronic components.
패키지화된 반도체 소자(즉, 반도체 패키지)는 현재 손전등, 카메라 후레쉬 등과 같은 조명기구에 광원으로 많이 채용되고 있다.Packaged semiconductor devices (ie, semiconductor packages) are now widely used as light sources in lighting fixtures such as flashlights and camera flashes.
그런데, 지향각을 좁히는 용도 및 빛을 한 곳으로 모으는 용도의 손전등을 포함한 모든 종류의 리플렉터(reflector) 및 렌즈(lens)를 이용하여 피사체에 광을 비추게 되면 비춰지는 광의 가장자리를 따라 노란띠(yellow ring)가 발생된다. 일반 카메라 후레쉬의 경우 사진 촬영시 발생되는 노란띠는 사진의 품질을 저하시키는 주요 원인이 된다. However, when all kinds of reflectors and lenses, including flashlights for narrowing the angle of view and for collecting light in one place, illuminate the subject with a yellow stripe along the edge of the illuminated light ( yellow ring is generated. In the case of a normal camera flash, the yellow band generated when taking a picture is a major cause of deterioration of the picture quality.
도 1 및 도 2를 참조하여 노란띠 발생원인에 대하여 설명하면 다음과 같다. 도 1 및 도 2의 반도체 패키지는 통상적으로 많이 사용되고 있는 구조이다.Referring to Figures 1 and 2 will be described the cause of the yellow band generation. The semiconductor package of FIGS. 1 and 2 is a structure commonly used.
도 1의 반도체 패키지(1)는 기본적으로 세라믹 재질의 기판(10)의 캐비티(12)내에 LED칩(14)이 실장된다. LED칩(14)에서의 광이 캐비티(12)내의 형광체(도시 생략)를 통과하여 전방으로 방출된다. 도 1의 반도체 패키지(1)는 개략적인 구조로서 패턴 전극 및 와이어 등이 생략된 것이다. 도시 생략된 형광체는 캐비티(12)의 내부에 형성된다.In the semiconductor package 1 of FIG. 1, an
도 1의 반도체 패키지(1)의 경우, LED칩(14)에서의 광(예컨대, 청색광)이 캐비티(12)내의 형광체(예컨대, 노란색)를 거쳐 백색광으로 출력된다.In the case of the semiconductor package 1 of FIG. 1, light (eg, blue light) in the
LED칩(14)에서 방출된 광이 백색으로 변환되기까지의 이동경로를 살펴보면, ①과 같이 최단거리의 이동경로 및 ②와 같이 캐비티(12)의 내측벽에 부딪친 후에 방출되는 이동경로(즉, ①에 비해 상당히 긴 이동경로임) 등이 있다.Looking at the movement path until the light emitted from the
LED칩(14)에서의 광이 캐비티(12)내의 형광체를 완전히 통과하기까지에는 ① 및 ②와 같이 상호 다른 길이의 이동경로들이 존재한다. 이러한 이동경로의 길이 차이로 인해 특히 보다 긴 이동경로를 갖는 ②에 의해서 노란띠 현상이 발생한다. Until the light in the
그리고, 도 2의 반도체 패키지는 캐비티의 형태에서 차이날 뿐 도 1의 반도체 패키지와 동일한 구성이다. 도 2의 (a)에서와 같이 LED칩(14)을 에워싸고 있는 형광체층(16)(즉, 형광체가 충전된 캐비티 내부를 의미함)의 두께(폭)가 LED칩(14)의 모든 광방출면에 대해 균일한 것이 아니라 서로 다르게 되어 있다. 2차 리플렉터(즉, 도면에는 도시하지 않았지만 반도체 패키지(20)의 전면에 설치되는 외부 리플렉터를 의미함)를 장착하였을 경우 도 2의 (b) 또는 도 3에서와 같이 노란띠(YR)가 발생된다. 도 2 및 도 3에서 참조부호 20은 실험을 위해 샘플로 사용된 반도체 패키지로서, 5050사이즈, 30mil, 지향각 60도의 조건을 갖는다. 도 3에서 참조부호 22는 2차 리플렉터(외부 리플렉터)를 나타낸다.The semiconductor package of FIG. 2 has the same configuration as the semiconductor package of FIG. 1 except for the difference in the shape of the cavity. As shown in FIG. 2A, the thickness (width) of the phosphor layer 16 (that is, the inside of the cavity filled with the phosphor) that surrounds the
그에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(30)상에 장착된 플립칩(flip chip; 32)(LED칩)의 모든 면에 동일한 두께로 형광체층(34)을 도포시킨 플립칩 타입의 반도체 패키지가 제시되었다. 도 4의 반도체 패키지는 플립칩(32)의 상면과 좌우측면에 도포된 형광체층(34)의 두께가 서로 동일하다. 형광체층(34)은 스프레이(spray) 기법, 스크린 프린팅(screen printing) 기법, 디핑(dipping) 기법, 스텐실링(stenciling) 기법 등에 의해 형성된다. 여기서, 스프레이 기법, 스크린 프린팅 기법, 디핑 기법은 당업자라면 누구라도 쉽게 이해할 수 있는 기법이라 더 이상의 설명은 생략한다. 스텐실링 기법에 대해서는 미국 특허출원번호 09/688053을 참조하여 보면 알 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 4, a flip chip type in which the
플립칩(32)에서 방출되는 광이 형광체층(34)을 통과하기까지의 이동경로들의 길이가 서로 동일하게 되므로 노란띠 현상을 제거하게 된다. 물론, 도 5에서와 같이 플립칩(32)의 상면에만 일정 두께의 형광체층(34)을 도포시킨 반도체 패키지가 있을 수도 있다. 이는 플립칩(32)에서 방출되는 광의 대부분이 상면의 광방출면을 통해 방출되는 것을 이용한 것이다. 도 5의 구조는 도 4의 구조에 비해 노란띠 제거율이 다소 낮다.Since the lengths of the moving paths until the light emitted from the
따라서, 도 4와 같은 구조를 채택하여 반도체 패키지를 구성시키면 노란띠를 제거할 수 있게 된다. Therefore, when the semiconductor package is constructed by adopting the structure as illustrated in FIG. 4, the yellow band can be removed.
그런데, 도 4의 반도체 패키지는 평판의 베이스 기판(30)에 플립칩(32)을 장착하는 구조에 적합하다. 도 1 및 도 2와 같이 기판(10)에 캐비티를 형성하고 캐비티내에 LED칩(14)을 실장하는 구조와는 근본적으로 제조공정이 다를 뿐만 아니라 플립칩을 도 1 및 도 2와 같은 구조에 적용시키기가 매우 어렵다. 즉, 도 4의 구조는 플립칩 타입의 LED칩을 사용하는 반도체 패키지에 적합한 것이지, 도 1 및 도 2에서와 같이 캐비티를 갖춘 적층형 반도체 패키지에는 적용하기 어렵다.However, the semiconductor package of FIG. 4 is suitable for a structure in which the
그리고, 도 4와 같이 스프레이 기법, 스크린 프린팅 기법, 디핑 기법, 스텐실링 기법 등으로 형광체층(34)을 플립칩(32)의 주변에 형성시키는 경우, 실질적으로 형광체층(34)을 균일하게 도포하는 것이 매우 어렵다. 4, when the
그나마 스텐실링 기법이 많이 채용되고 있으나, 스텐실링 기법 역시 다음과 같은 문제점이 있다. 스텐실링 기법을 사용하기 위해서는 도 6과 같은 스텐실(36)을 준비한다. 스텐실(36)에는 베이스 기판(30)상에 배치된 플립칩(32a~32f)과 동일 위치에 구멍(36a~36f)이 형성된다. 구멍(36a~36f)의 높이 및 폭은 플립칩(32a~32f)의 높이 및 폭에 비해 크다. 스텐실(36)은 예를 들어 스테인레스 스틸 시트로 형성된다. 스텐실(36)을 베이스 기판(30)의 상면(31)에 얹게 되면 도 7의 (a)와 같이 된다. 도 7은 플립칩(32a, 32b, 32c) 부위를 단면처리하여 도시한 것이다. 도 7의 (a)와 같은 상태에서 구멍(36a, 36b, 36c)에 형광체층(34a, 34b, 34c)(형광체층은 실리콘과 형광체의 혼합에 의해 형성됨)을 주입한 후에 소정 조건에서 경화시킨다(도 7의 (b)참조). 이때, 경화가 완전히 되기 전에 스텐실(36)을 제거하게 되는데, 경화가 종료되면 도 7의 (c)와 같이 된다.However, stenciling techniques are employed a lot, but stenciling techniques also have the following problems. In order to use the stencil technique, a
그러나, 종래의 스텐실링 기법의 경우, 스텐실(36)을 제거하는 과정(즉, 들어 올리는 과정)에서 도 8과 같이 형광체층(34)의 상부 좌우측 끝단에 벌지(bulge)(35a)가 형성되고, 형광체층(34)의 하부 좌우측 끝단에 테일(tail)(35b)이 형성된다. 벌지(35a)로 인해 노란띠가 발생되고 벌지(35a) 및 테일(35b)에 의해 원하는 광특성이 얻지 못하게 되므로, 후속적으로 그 벌지(35a) 및 테일(35b)을 제거하는 공정을 수행해야 되는 번거러움이 있다. 도 8에는 플립칩(32)과 형광체층(34)을 한 개씩만 도시하였는데, 플립칩(32)이 도 7의 다수의 플립칩(32a, 32b, 32c)중의 어느 하나를 나타내고 형광체층(34)이 도 7의 다수의 형광체층(34a, 34b, 34c)중의 어느 하나를 나타내는 것으로 보면 된다.However, in the conventional stenciling technique, a
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 적층형 세라믹 기판을 사용한 패키지에서 노란띠의 제거를 간단하게 행할 수 있도록 한 전자부품 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide an electronic component package that can easily remove a yellow stripe from a package using a multilayer ceramic substrate.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자부품 패키지는, 저면을 발광소자 실장영역으로 하는 캐비티가 형성되되, 캐비티의 내측면에 직각으로 단차지게 형성되고 발광소자 실장영역과 접촉하는 단차부를 갖춘 기판; 발광소자 실장영역에 실장되되, 단차부와는 이격되게 실장된 발광소자; 및 단차부와 발광소자 사이의 공간에 충전되어 발광소자를 에워싼 형광체층을 포함하고, 발광소자의 측면의 모든 광방출면과 그에 대향된 단차부의 측면간의 거리와 발광소자의 상면의 모든 광방출면과 그에 대향된 형광체층의 상면간의 거리가 상호 동일한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the electronic component package according to the preferred embodiment of the present invention, a cavity having a bottom surface as a light emitting device mounting region is formed, and is formed stepped at right angles to an inner surface of the cavity, and A substrate having a stepped portion in contact; A light emitting device mounted on the light emitting device mounting area and spaced apart from the stepped portion; And a phosphor layer filled in the space between the stepped portion and the light emitting element and surrounding the light emitting element, wherein the distance between all the light emitting surfaces on the side of the light emitting element and the side surfaces of the stepped portions opposite thereto and all the light emitting on the upper surface of the light emitting element The distance between the surface and the upper surface of the phosphor layer opposite thereto is the same.
여기서, 단차부의 수평면상에 내부 전극이 형성되고, 단차부의 수직면의 소정 높이까지 도금처리된다.Here, an internal electrode is formed on the horizontal surface of the stepped portion, and is plated to a predetermined height of the vertical surface of the stepped portion.
다르게는, 단차부의 모서리부를 따라 직각으로 단차진 보조 단차부가 형성되어도 된다. 이 경우, 보조 단차부를 제외한 단차부의 수평면상에 내부 전극이 형성되고, 보조 단차부를 제외한 단차부의 수직면이 도금처리된다.Alternatively, stepped auxiliary stepped portions may be formed at right angles along the edges of the stepped portions. In this case, an internal electrode is formed on the horizontal surface of the stepped portion except the auxiliary stepped portion, and the vertical surface of the stepped portion except the auxiliary stepped portion is plated.
또 다르게는, 단차부의 모서리 부위에 소정 높이의 댐이 형성되어도 된다. 이 경우, 댐을 제외한 단차부의 수평면상에 내부 전극이 형성되고, 단차부의 수직면이 도금처리되되 상기 댐의 하부까지 도금처리된다.Alternatively, a dam having a predetermined height may be formed at the corner portion of the stepped portion. In this case, an internal electrode is formed on the horizontal surface of the stepped portion except the dam, and the vertical surface of the stepped portion is plated, but is plated to the bottom of the dam.
발광소자는 와이어를 통해 내부 전극에 전기적으로 연결된다.The light emitting element is electrically connected to the internal electrode through a wire.
부수적으로, 형광체층의 상부에 형성되고 형광체층을 통과한 발광소자로부터의 광이 투과되는 광투과부를 추가하여도 된다. 여기서, 광투과부는 디퓨저를 함유한 디퓨저층으로 이루어지는 것으로 한다.Incidentally, you may add the light transmission part formed in the upper part of a fluorescent substance layer, and the light transmitted from the light emitting element which passed the fluorescent substance layer to permeate | transmit. Here, the light transmitting portion is made of a diffuser layer containing a diffuser.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자부품 패키지에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 전자부품 패키지를 LED칩이 채용된 반도체 패키지(즉, LED 패키지)를 최적의 실시예로 하여 설명한다. 그리고, 이하의 전자부품 패키지는 세라믹 패키지, 플라스틱 패키지, 리드 프레임 타입 패키지, 플라스틱 + 리드 프레임 타입 패키지 등 모든 SMD 타입 패키지에 적용가능한 것으로 보 면 된다.Hereinafter, an electronic component package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the electronic component package will be described using a semiconductor package (that is, an LED package) employing an LED chip as an optimal embodiment. In addition, the following electronic component packages may be applied to all SMD type packages such as ceramic packages, plastic packages, lead frame type packages, and plastic + lead frame type packages.
(제 1실시예)(First embodiment)
본 발명의 제 1실시예에 대해 도 9를 참조하여 설명한다.A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
제 1실시예는, 캐비티가 형성된 기판(40), 캐비티의 내측면에 직각으로 단차지게 형성된 단차부(54), 캐비티내의 발광소자 실장영역에 실장된 발광소자(42), 발광소자(42)를 에워싸게 충전된 형광체층(46), 및 형광체층(46)의 상부에 형성된 광투과부(48)를 포함한다.In the first embodiment, the
기판(40)은 발광소자(42)를 고밀도로 실장할 수 있는 기판이면 어느 것이나 가능하다. 기판(40)의 재질로는 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride), LTCC(low temperature co-fired ceramic), 플라스틱 등을 들 수 있다. The
캐비티(구멍)는 발광소자(42), 와이어(44), 형광체층(46), 및 광투과부(48) 등이 설치되는 공간을 의미한다. 단차부(54)도 역시 캐비티의 일부분이라고 할 수 있다. 캐비티의 의미는 이하의 다른 실시예에서도 그대로 적용된다. 캐비티 형성방법은 당업자라면 쉽게 알 수 있는 사항이라 별도로 설명하지 않는다.The cavity (hole) means a space in which the
캐비티가 형성된 기판(40)을 제조하는 방법은 여러가지가 있을 수 있는데, 그 중에서 한 가지의 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. 제조된 기판(40)에 발광소자(42)를 탑재하는 과정, 와이어(44) 본딩 등과 같은 과정에 대해서는 당업자라면 익히 알려져 있는 기술로 충분히 행할 수 있기 때문에 설명을 생략한다. There may be various methods of manufacturing the
도 9의 기판(40)은 수평으로 절단하게 되면 크게 3개의 서브 기판으로 분류할 수 있다. 캐비티(구멍)가 형성되지 않은 부분을 제 1서브 기판이라 하고, 단차부(54)의 수평면(54a)과 수직면(54b) 사이의 기판 부위를 제 2서브 기판이라 하며, 수평면(54a)을 기준으로 그 이상의 부분을 제 3서브 기판이라고 하자. 제 1서브 기판은 구멍이 없고, 제 2 및 제 3서브 기판은 구멍의 직경에서 차이날 뿐이다. 제 1 내지 제 3서브 기판은 기본적으로 세라믹 시트를 적층하여 제조한다는 면에서는 동일하다. When the
제 1 내지 제 3서브 기판을 제조하기 위해서는 먼저 세라믹 시트를 제조해야 한다.In order to manufacture the first to third sub-substrates, first, a ceramic sheet must be manufactured.
그 세라믹 시트의 제조방법은 하기와 같다.The manufacturing method of this ceramic sheet is as follows.
소정 중량의 유리 세라믹 분말을 준비한다. PVB계 바인더(binder)를 유리 세라믹 분말 대비 소정 중량부 측량한다. 측량한 PVB계 바인더를 톨루엔/알코올(toluene/alcohol)계 솔벤트(solvent)에 용해시켜 유리 세라믹 분말에 함께 배합한다. A glass ceramic powder of a predetermined weight is prepared. PVB-based binder (binder) is measured by weight parts compared to the glass ceramic powder. The measured PVB binder is dissolved in toluene / alcohol solvent and blended together in the glass ceramic powder.
배합된 유리 세라믹 분말을 용기에 넣고 회전시켜 균일하게 섞는다. 예를 들어, 50rpm으로 20시간 정도 볼밀(ball mill)을 통해 원하는 입경의 유리 세라믹 분말을 얻는다. 예로 든 50rpm과 20시간은 하나의 예시일 뿐, 볼밀내의 볼의 직경 및 양, 솔벤트 및 바인더의 양 등에 따라 가변된다. The blended glass ceramic powder is placed in a container, rotated and mixed uniformly. For example, a glass ceramic powder having a desired particle size is obtained through a ball mill at 50 rpm for about 20 hours. The examples of 50 rpm and 20 hours are just examples and vary depending on the diameter and amount of balls in the ball mill, the amount of solvent and binder, and the like.
볼밀에서의 밀링(milling)을 거치게 되면 최초로 배합된 유리 세라믹 분말이 슬러리(slurry) 형태로 토출된다. 토출되는 슬러리에는 기포가 어느 정도 존재하기 때문에 그 토출되는 슬러리내의 기포를 제거하기 위해 탈포를 실시한다. 탈포시 슬러리 표면이 급속히 건조되는 것을 방지하기 위해 슬러리를 교반하면서 진공에서 소정 시간 유지하도록 한다. After milling in a ball mill, the first blended glass ceramic powder is discharged in the form of a slurry. Since some bubbles exist in the discharged slurry, defoaming is performed to remove bubbles in the discharged slurry. In order to prevent the slurry surface from drying rapidly during defoaming, the slurry is kept under vacuum for a predetermined time while stirring.
탈포 과정을 거친 섞여진 원재료(즉, 슬러리 형태임)를 시트 형태로 만든다. 즉, 테이프 캐스터에 필름과 블레이드(blade)를 설치한 후에 필름을 서서히 이송시키면서 탈포된 슬러리를 투입하고, 블레이드를 통과한 슬러리를 건조시켜서 원하는 두께(예컨대, 필름위에 20∼150μm)의 세라믹 시트(그린 시트) 형태로 롤에 감는다.The mixed raw material (ie, in the form of a slurry) subjected to the defoaming process is formed into a sheet. That is, after installing the film and the blade (blade) on the tape caster, while slowly transferring the film, the degassed slurry is introduced, and the slurry passed through the blade is dried to produce a ceramic sheet having a desired thickness (for example, 20 to 150 μm on the film). Rolls in the form of green sheets).
이어, 그 롤에 감겨진 세라믹 시트를 일정한 크기(치수)로 절단하여 이후의 공정에서 용이하게 작업할 수 있게 한다. Then, the ceramic sheet wound on the roll is cut to a certain size (dimension) so that it can be easily worked in a later process.
이와 같이 소정 크기의 세라믹 시트를 제조하게 되면, 절단된 세라믹 시트에 비아 홀을 형성하고 그 비아 홀에 도전체 페이스트를 충전시킨다. 그 비아 홀은 층간 회로를 연결하는 역할을 한다. 그리고 나서, 그 세라믹 시트위에 스크린 프린팅 등의 후막 제조법 혹은 스퍼터링법, 증발법, 기상화학증착법, 졸겔 코팅법 등의 박막제조법으로 Ag, Pt, Pd 등의 도전성 페이스트를 형성시켜 각 층에 알맞은 내부 회로 패턴(예컨대, 저항 패턴, 캐패시터 패턴, 인덕터 패턴, 바리스터 패턴 등)이 형성된 세라믹 시트를 제조한다. When a ceramic sheet having a predetermined size is manufactured in this way, a via hole is formed in the cut ceramic sheet, and the via hole is filled with a conductor paste. The via hole serves to connect the interlayer circuits. Then, conductive pastes such as Ag, Pt, and Pd are formed on the ceramic sheet by a thin film manufacturing method such as screen printing, or a thin film manufacturing method such as sputtering, evaporation, vapor chemical vapor deposition, and sol-gel coating to form an internal circuit suitable for each layer. A ceramic sheet is formed in which a pattern (eg, a resistance pattern, a capacitor pattern, an inductor pattern, a varistor pattern, etc.) is formed.
이와 같이 내부 회로 패턴이 형성된 세라믹 시트를 제조하게 되면 각각의 세라믹 시트를 건조한 후에 각각의 세라믹 시트를 원하는 성형체(즉, 제 1 내지 제 3서브 기판용 성형체)가 될 수 있도록 종합적으로 적층한다. 그리고 나서, 그 적층된 세라믹 시트를 대략 3000psi 정도의 압력 및 80∼100℃ 정도의 온도에서 가압하여 성형체로 만든다. 예로 든 3000psi 정도의 압력 및 80∼100℃ 정도의 온도는 하나의 예시일 뿐 상황에 따라 가변될 수 있다. When manufacturing a ceramic sheet having an internal circuit pattern formed as described above, after drying each ceramic sheet, the ceramic sheets are collectively laminated so as to form a desired molded body (that is, a molded article for the first to third sub-substrates). Then, the laminated ceramic sheet is pressurized at a pressure of about 3000 psi and a temperature of about 80 to 100 ° C. to form a molded body. Exemplary pressures of about 3000 psi and temperatures of about 80 to 100 ° C. are merely examples and may vary according to circumstances.
성형체가 만들어지면 제 1서브 기판용 성형체에는 아무런 구멍을 형성하지 않고, 제 2 및 제 3서브 기판용 성형체에는 각기 다른 직경의 구멍을 형성한다. 구멍이 형성되지 않은 제 1서브 기판용 성형체를 제 1서브 기판이라 하고, 각기 다른 직경의 구멍이 형성된 제 2 및 제 3서브 기판용 성형체를 제 2 및 제 3서브 기판이라 한다. When the molded body is made, no holes are formed in the molded body for the first sub substrate, and holes of different diameters are formed in the molded bodies for the second and third sub substrates. The molded article for the first sub-substrate with no holes is called the first sub-substrate, and the molded article for the second and third sub-substrate with the holes having different diameters is called the second and third sub-substrate.
그리고, 내부 전극(50)(예컨대, 애노드, 캐소드)이 형성될 부위에 Ag 페이스트를 바르고, 도금층(52)이 형성될 부위에 Ag 페이스트를 바른 후에 대략 800~1000℃ 정도의 온도에서 소결한다.Then, Ag paste is applied to a portion where the internal electrode 50 (for example, an anode and a cathode) is to be formed, and Ag paste is applied to a portion where the
이어, 제 1서브 기판을 최하부에 두고 그 위에 제 2서브 기판을 적층시키고 그 위에 제 3서브 기판을 적층시킨 후에 동시소성하게 되면 기판(40)이 형성된다. Subsequently, the
그리고 나서, Ag 페이스트에 의해 형성된 층(즉, 도전층)에 반사효율을 높이기 위해 Ni 도금 및 Ag 도금을 순차적으로 실시한다. Ni는 LED 패키지를 실장하기 위한 SMT후 리플로우 공정 진행시 Ag 도금층이 박리되는 것을 방지해 준다. 그리고, Ag를 재차 사용하는 이유는 와이어 본딩이 가능하고 빛을 반사시키는 도금층의 역할을 하기 때문이다. 이때 빛의 반사 효율을 높이기 위하여 백색 또는 투명 색상의 도금이 유리하다. Then, Ni plating and Ag plating are sequentially performed to increase the reflection efficiency on the layer (that is, the conductive layer) formed by the Ag paste. Ni prevents the Ag plating layer from peeling off during the reflow process after SMT for mounting the LED package. The reason why Ag is used again is that wire bonding is possible and serves as a plating layer for reflecting light. At this time, the plating of white or transparent color is advantageous to increase the light reflection efficiency.
내부 전극(50)은 패턴 전극(애노드, 캐소드)으로서의 역할 뿐만 아니라 반사체의 역할도 함께 하는 것으로 보면 된다.The
발광소자(42)는 칩 형태의 LED로 이루어진다. 발광소자(42)는 캐비티의 저면의 발광소자 실장영역에 실장된다. 발광소자(42)는 청색 계통의 광을 방출하는 것으로 보면 된다.The
단차부(54)는 수평면(54a)과 수직면(54b)으로 형성되고, 수직면(54b)의 최하단이 발광소자 실장영역과 접촉된다. 발광소자(42)는 수직면(54b)과 소정치 이격되어 발광소자 실장영역에 실장된다. The
수직면(54b)의 높이가 발광소자(42)의 높이에 비해 높고, 상호 대향하는 수직면(54b)간의 길이(폭)가 발광소자(42)의 길이(폭)에 비해 길다. The height of the
수평면(54a)의 상부에는 내부 전극(예컨대, 애노드, 캐소드)(50)이 형성된다. 수직면(54b)에는 도금층(52)이 형성되는데, 상부 소정 부분에는 도금층이 형성되지 않는다. 도금층이 형성되지 않는 부분은 수직면(54b)의 최상부에서 하방향으로 대략 0.1mm 정도이다. 대략 0.1mm 정도의 비도금층을 형성하여도 광반사효율면에서는 전혀 지장을 주지 않는다. 비도금층에 의해 내부 전극(50)과 도금층(52)이 절연된다. 그리고, 수직면(54b)에 비도금층(즉, Ag 페이스트를 바르지 않았고 도금이 수행되지 않는 층)을 형성시킴으로써 형광체가 수평면(54a)으로 올라타는 현상 을 제거할 수 있게 된다. 도 9에서는 좌측의 단차부에 대해서만 확대하여 도시하였으나, 우측의 단차부 역시 좌측의 단차부와 동일하게 구성되어 있는 것으로 보면 된다.Internal electrodes (eg, anodes and cathodes) 50 are formed on the
도금층(52)은 수직면(54b) 뿐만 아니라 그 수직면(54b)이 접하고 있는 발광소자 실장영역의 소정 부분까지 형성됨이 바람직하다. 캐비티의 저면으로 입사되는 광을 캐비티의 개구부측으로 향하도록 하기 위해서이다. 도금층(52)은 발광소자(42)와는 이격된다. 도시하지 않았으나 도금층(52)과 발광소자(42) 사이의 이격 부위에는 절연재가 설치된다. 물론, 도금층(52)을 형성하지 않아도 무방하다.The
발광소자(42)는 와이어(44)를 통해 내부 전극(50)에 전기적으로 연결된다.The
형광체층(46)은 알갱이 형상의 형광체 미립자와 실리콘(또는 에폭시)이 소정의 배합비율로 배합된 후 형성된 층이다. 형광체층(46)에 사용되는 형광체 미립자는 보통 옐로우 포스퍼(yellow phosphor)라고 불리운다. 작업자가 디스펜서(dispenser)를 사용하여 직접 도팅(dotting)하는 방식으로 형광체층(46)을 형성할 수도 있겠으나 기계적으로 자동처리하는 것이 작업성 및 신뢰성 등에서 보다 우수할 것이다. 특히, 스텐실링 기법과 비교하여 볼 때 제 1실시예는 도팅 방식을 취하므로 매우 간편하게 형광체층(46)을 형성시킬 수 있게 된다. 그리고, 스텐실링 기법에서 발생되는 벌지 및 테일이 발생되지 않기 때문에 벌지 및 테일을 제거하기 위한 추가 작업이 필요없다.The
형광체층(46)은 표면장력을 고려하여 점도를 대략 200~1500 mPas 정도로 한다. 점도가 200 mPas 미만이 되면 형광체의 침전이 발생하게 되므로 200~1500 mPas 정도의 점도를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 대략 200~1500 mPas 정도의 점도를 유지하면 형광체 미립자가 캐비티 내부(도 9에서는 수직면(54b)으로 에워싸인 부분)로 쉽게 침투하게 된다. 도 9에서, "a"는 반도체 패키지의 두께로서, 대략 1.8mm 정도이다. "b"는 형광체층(46)이 채워질 수 있는 수직면(54b)의 높이로서, 대략 0.4mm 정도이다. "c"는 상호 대향되는 수직면(54b) 사이의 거리(폭)로서, 대략 1.6mm 정도이다. "d1"은 발광소자(42)의 상면과 그 상면에서 수직으로 위치한 형광체층(46)의 최상면까지의 거리로서, 대략 0.3mm 정도이다. "d2, d3"는 발광소자(42)의 측면과 그 측면에서 그에 대향된 수직면(54b)까지의 거리로서, 대략 0.3mm 정도이다. "e"는 캐비티 개구부의 직경으로서 대략 3.2mm 정도이다. 상기 예로 든 "a, b, c, d1, d2, d3, e"에 대한 수치는 이하의 다른 실시예에도 그대로 적용된다. The
형광체층(46)은 단차부(54)의 수직면(54b)의 최상 높이까지 채워도 되고, 그 보다 낮은 높이까지 채워도 되는데, 바람직하게는 "d2, d3"의 거리(폭)와 동일한 거리를 갖는 "d1"만큼 채워지는 것이 좋다. 이는 기계적으로 자동처리하면 쉽게 해결된다.The
제 1실시예에서는, "d1, d2, d3"의 거리가 모두 동일하게 될 수 있도록 발광소자(42)가 실장된 부위의 캐비티의 폭을 조정함으로써, 형광체층(46)의 균일한 두께를 간단하게 구현할 수 있게 된다. 그리고, 발광소자(42)에서 방출되어 형광체층(46)을 통과하는 모든 광의 이동경로의 길이를 거의 동일하게 할 수 있어서, 노란띠가 없는 백색광이 출력된다.In the first embodiment, the uniform thickness of the
광투과부(48)는 투명한 실리콘 재질로 형성된 투명층 또는 디퓨저를 함유한 디퓨저층으로 형성시킬 수 있다. 광투과부(48)를 디퓨저층으로 할 경우에는 예컨대 Al2O3 의 디퓨저(diffuser)와 실리콘(또는 에폭시)을 소정의 배합비율로 배합하면 된다. 디퓨저는 예를 들어 별모양 또는 톱니바퀴 모양과 같은 단면을 갖는다. 디퓨저의 배합비율에 따라 광특성 변화가 있을 수 있으므로, 디퓨저의 배합비율에 대한 범위는 광특성을 고려하여 정하면 된다. The
광투과부(48)를 설치하지 않아도 노란띠가 발생되지 않게 된다. 광투과부(48)를 설치하는 이유는 형광체층(46)을 보호하기 위함이다. 그리고, 혹시라도 광투과부(48)내로 입사된 노란색의 광(즉, 형광체층(46)을 통과한 광)이 있다면 디퓨저는 그 노란색의 광을 흡수, 반사, 산란시켜 희석시킴으로써 노란색 성분을 완전히 제거한다.Even if the
발광소자(42)에서 발광되는 광의 대부분은 해당 발광소자(42)의 상면(전면)에 위치한 광방출면에서 발광된다. 발광소자(42)의 측면의 광방출면에서 방출되는 광은 무시할 정도로 아주 적다. 발광소자(42)의 상면의 광방출면에서의 광량을 비율적으로 기재하면 전체 대비 대략 80% 정도이고 측면의 광방출면에서의 광량을 비율적으로 기재하면 전체 대비 대략 20% 정도이다.Most of the light emitted from the
이와 같이 구성된 제 1실시예에 따르면, 발광소자(42)의 주변으로 형광체층(46)의 두께를 균일하게 도포하는 것이 매우 간단하게 이루어지게 된다. According to the first embodiment configured as described above, it is very simple to uniformly apply the thickness of the
발광소자(42)의 모든 광방출면을 기준으로 형광체층(46)의 두께가 동일하게 되어 노란띠가 발생되지 않게 된다.The thickness of the
디퓨저를 사용하지 않고서도 백색광 출력이 가능하다.White light output is possible without the use of a diffuser.
(제 2실시예)(Second embodiment)
본 발명의 제 2실시예를 도 10을 참조하여 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
제 2실시예를 제 1실시예와 비교하여 보면, 단차부(54)의 모서리부를 따라 직각으로 단차진 보조 단차부(56)가 더 형성된 것이 차이난다. 단차부(54)는 기역("ㄱ")자 형상으로 형성되는데 반해, 보조 단차부(56)는 니은("ㄴ")자 형상으로 형성된다. 보조 단차부(56)에는 도금을 하지 않는다. 그 이외의 부분은 동일하므로 설명을 생략한다. 보조 단차부(56)는 공지의 캐비티 형성 공정에 의해 충분히 형성시킬 수 있음을 당업자라면 누구라도 알 수 있다.When comparing the second embodiment with the first embodiment, the difference between the stepped auxiliary stepped
도 10에서, "g1, g2"는 보조 단차부(56)의 수평면의 길이를 의미하고, 대략 0.1mm 정도이다. 보조 단차부(56)의 수직면의 길이 역시 대략 0.1mm 정도이다. 보조 단차부(56)의 수평면과 수직면의 길이를 각각 0.1mm 정도로 하게 되면 발광소자(42)에서 발광된 광의 이동경로의 길이에 거의 영향을 주지 않게 되므로 노란띠 발생의 염려가 없게 된다. 도 10에서, "f"는 "g1+g2+c"이다.In Fig. 10, "g1, g2" means the length of the horizontal surface of the
도금 영역을 제거 즉, 도금되지 않는 보조 단차부(56)를 수평면(54a)과 수직면(54b) 사이에 형성함으로써, 형광체가 수평면(54a)측으로 올라타지 못하게 된다.By eliminating the plating region, that is, by forming the non-plated
보조 단차부(56)로 인해 내부 전극(50)과 도금층(52)간의 절연을 보다 확실하게 할 수 있다. The
이와 같은 제 2실시예에 의하면 상술한 제 1실시예에서와 같은 효과를 얻게 된다.According to this second embodiment, the same effects as in the above-described first embodiment are obtained.
(제 3실시예)(Third Embodiment)
본 발명의 제 3실시예에 대해 도 11을 참조하여 설명한다.A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
제 3실시예를 제 1실시예와 비교하여 보면, 단차부(54)의 수평면(54a)과 수직면(54b)이 접촉하는 부위에 소정 높이의 댐(58)이 더 형성된 것이 차이난다.As compared with the first embodiment, the third embodiment differs from the fact that a
댐(58)은 제 2실시예의 보조 단차부(56)의 역할을 수행하는 것으로 보면 된다. 댐(58)은 보조 단차부(56)처럼 도금되지 않는다.The
제조 공정상, 돌출형상의 댐(58)을 형성시키는 것이 홈과 같은 보조 단차부(56)를 형성시키는 것에 비해 어렵다. 그러나, 댐(58)을 형성시켜도 형광체가 수평면(54a)측으로 올라타지 못하게 할 뿐만 아니라 내부 전극(50)과 도금층(52)간의 절연을 보다 확실하게 할 수 있다.In the manufacturing process, it is difficult to form the protruding
이와 같은 제 3실시예에 의하면 상술한 제 1실시예에서와 같은 효과를 얻게 된다.According to this third embodiment, the same effects as in the above-described first embodiment are obtained.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, the technical idea to which such modifications and variations are also applied to the claims Must see
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 발광소자의 주변으로 형광체층의 두께를 균일하게 도포하는 것이 매우 간단하게 이루어지게 된다. As described in detail above, according to the present invention, it is very simple to uniformly apply the thickness of the phosphor layer around the light emitting device.
발광소자의 모든 광방출면을 기준으로 형광체층의 두께가 동일하게 되므로 노란띠가 발생되지 않게 된다.Since the thickness of the phosphor layer is the same with respect to all light emitting surfaces of the light emitting device, yellow bands are not generated.
디퓨저를 사용하지 않고서도 백색광 출력이 가능하다.White light output is possible without the use of a diffuser.
종래의 반도체 패키지는 치수(dimension)를 전혀 고려하지 않은 상태에서 형광체층의 두께라든지 반사부재 또는 디퓨저 등에 의해 노란띠를 제거할려고 시도하였으나, 본 발명은 치수를 최적화하여 노란띠 제거를 간단하게 행함으로써 패키지의 소형화에 크게 기여하게 되는 이점이 있다.The conventional semiconductor package attempts to remove the yellow stripe by the thickness of the phosphor layer, the reflecting member or the diffuser, etc. without considering the dimension at all, but the present invention can be easily performed by optimizing the dimension to remove the yellow stripe. There is an advantage that greatly contributes to the miniaturization of the package.
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