KR20110010355A - 기판 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 양극산화층이 표면에 형성된 메탈 플레이트에 회로층이 형성된 양극산화 금속기판, 전자소자 실장영역을 노출시키는 캐비티를 가지며, 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 메탈 리플렉터, 및 상기 양극산화 금속기판의 전자소자 실장영역에 실장되고, 상기 회로층과 연결된 전자소자를 포함하는 것을 특징으로 하며, 제조비용이 절감되고, 고방열, 고휘도를 갖는 기판 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
양극산화, 금속기판, 메탈 리플렉터, 전자소자, LED

Description

기판 패키지 및 그 제조방법{A substrate pakage and fabricating method of the same}
본 발명은 기판 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자산업의 추세는 경박단소, 다기능화, 및 고성능의 신뢰성을 갖는 제품을 저가로 공급하는 것으로, 이를 실현할 수 있게 하여 주는 기술 중의 전자소자의 패키징(packaging) 기술이다.
특히, 최근에는 모바일 단말기의 소형조명에서 실내외의 일반조명, 자동차 조명, 대형 LCD(Liquid Crystal Display)용 백라이트(Backlight)로 그 적용범위가 점차 확대되고 LED 패키지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, LED 패키지는 리드 프레임에 발광칩을 다이 어태칭하고, 상기 발광칩과 리드프레임을 와이어본딩한 다음, 리드 프레임과 일체화되고, 반사부를 형성하는 캐비티를 형성하도록 수지재로 패키지 본체를 성형하여 제조하였다.
그러나, 이러한 LED 패키지는 캐비티에 의해서 발광칩에서 발생된 빛의 지향각을 넓히는데 한계가 있고, 리드 프레임을 제조하는데 소요되는 비용이 크기 때문 에 제조원가를 낮추는데 문제점이 있었다.
또한, 수지재로 패키지 본체를 성형함으로써 장기간 사용시 수지재에 변색이 발생하여 휘도가 떨어질 뿐만 아니라, 방열특성이 낮아 별도의 히트싱크를 부착해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 제조비용이 절감되고, 고방열, 고휘도를 갖는 기판 패키지 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 패키지는, 양극산화층이 표면에 형성된 메탈 플레이트에 회로층이 형성된 양극산화 금속기판, 전자소자 실장영역을 노출시키는 캐비티를 가지며, 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 메탈 리플렉터, 및 상기 양극산화 금속기판의 전자소자 실장영역에 실장되고, 상기 회로층과 연결된 전자소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회로층은 일단이 상기 캐비티 내의 상기 메탈 플레이트의 일면으로부터 상기 메탈 리플렉터의 외부까지 연장되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회로층은 상기 메탈 플레이트의 일면에 형성된 제1 회로층 및 상기 메탈 플레이트의 타면에 형성된 제2 회로층을 포함하고, 상기 제1 회로층과 상기 제2 회로층은 상기 메탈 플레이트를 관통하는 관통비아 또는 상기 메탈 플레이 트의 측면에 형성되는 측면비아를 통해 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈 리플렉터의 내측면은 상기 양극산화 금속기판에 대해 수직하게 형성되거나 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈 리플렉터는 프리프레그, 솔더 페이스트, 에폭시 수지, 또는 세라믹 시트로된 접착제를 통해 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자소자는 LED인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자소자는 상기 회로층에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈 리플렉트 사이의 전자소자 실장영역에는 상기 전자소자를 커버하는 투광성 수지 봉지재가 충진되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법은, (A) 양극산화층이 표면에 형성된 메탈 플레이트에 회로층이 형성된 양극산화 금속기판을 제조하는 단계, (B) 상기 양극산화 금속기판에 전자소자 실장영역을 노출시키는 캐비티를 갖는 메탈 리플렉터를 부착하는 단계, (C) 상기 양극산화 금속기판에 전자소자를 실장하고, 상기 회로층과 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 회로층은 상기 메탈 플레이트의 일면에 형성되는 제1 회로층과 상기 메탈 플레이트의 측면에 형성된 측면비아를 통해 상기 제1 회로층과 전기적으로 연결되는 제2 회로층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (A) 단계는, (A1) 메탈 플레이트에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀 내벽을 포함하여 상기 메탈 플레이트의 표면에 양극산화층을 형성하는 단계, (A2) 상기 관통홀 내부를 포함하여 상기 양극산화층에 도금층을 형성하는 단계, 및 (A3) 상기 도금층을 패터닝하여, 상기 메탈 플레이트 일면의 제1 회로층과 상기 메탈 플레이트의 타면에 관통비아를 통해 상기 제1 회로층과 전기적으로 연결되는 제2 회로층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (A) 단계에서, 상기 메탈 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈 리플렉터의 내측면은 상기 양극산화 금속기판에 대해 수직하게 형성되거나 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 메탈 리플렉터는 프리프레그, 솔더 페이스트, 에폭시 수지, 또는 세라믹 시트로된 접착제를 통해 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B) 단계는, (B1) 메탈 리플렉터에 접착제를 부착하는 단계, (B2) 상기 접착제가 부착된 상기 메탈 리플렉터에 캐비티를 가공하는 단계, 및 (B3) 상기 캐비티가 상기 전자소자 실장영역을 노출시키도록 상기 메탈 리플렉터를 상기 양극산화 금속기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B2)단계에서, 상기 메탈 리플렉터의 가장자리에 부착된 접착제는 레이저에 의해 제거되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자소자는 LED인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자소자는 상기 회로층에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (C) 단계 이후에, (D) 상기 메탈 리플렉트의 캐비티에 의해 노출되는 상기 전자소자 실장영역에 상기 전자소자를 커버하는 투광성 수지 봉지재를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 메탈 플레이트의 표면에 두께가 얇은 양극산화층이 형성된 양극산화 금속기판에 전자소자가 실장되는 구조를 가짐으로써, 기판 패키지의 방열성능 및 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라, 별도의 방열부재를 구비할 필요가 없고 기판의 박형화가 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 메탈 리플렉터를 접착제를 이용하여 부착하여 반사판 구조를 제공함으로써 종래의 수지재로된 리플렉터 구조에 비해 고휘도를 달성할 수 있게 되며, 메탈 리플렉터를 형상을 변경하여 필요한 빛의 지향각을 간편하게 확보할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 별도의 리드 프레임을 사용하지 않기 때문에 기판 패키지의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 양, 순서 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라 구성요소들을 서로 구별하고자 사용된 것이며, 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
기판 패키지의 구조-제1 실시예
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기판 패키지의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 패키지에서 메탈 리플렉터가 경사진 내측면을 갖도록 변형된 예를 도시한 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 패키지(100a, 100a')에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 패키지(100a, 100a')는 양극산화 금속기판, 메탈 리플렉터(140), 및 전자소자(160)를 포함하여 구성된다.
양극산화 금속기판은 지지, 방열 기능을 수행하고, 전자소자(160)의 전극단자 역할을 수행하는 회로층(130a)을 제공하기 위한 것으로서, 메탈 플레이트(110)의 표면에 양극산화층(120)이 형성되고, 상기 양극산화층(120)에 회로층(130a)이 형성된 구조를 갖는다.
여기서, 메탈 플레이트(110)로는, 예를 들어 비교적 저가로 손쉽게 얻을 수 있는 금속 재료일 뿐만 아니라 열전달 특성이 매우 우수한 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 메탈 플레이트(110)는 열전달 특성이 우수하기 때문에 전자소자(160)로부터 방출되는 열을 방열하는 방열부재의 기능을 수행하기 때문에, 별도의 방열부재가 필요없게 된다.
또한, 양극산화층(114)으로는 절연성능을 갖되, 약 10 내지 30 W/mK의 비교적 높은 열 전달 특성을 갖는 알루미늄 양극산화막(Al2O3)이 사용될 수 있다. 양극 산화층(120)은 절연성을 갖기 때문에, 메탈 플레이트(110)에 회로층(130a)의 형성을 가능하게 하며, 일반적인 절연층보다 얇은 두께로 형성가능하기 때문에, 메탈 플레이트(110)와 전자소자의 거리를 줄임으로써 방열 성능을 더욱 향상시키는 동시에 박형화를 가능하게 한다.
한편, 본 실시예에서 회로층(130a)은 메탈 플레이트(110)의 일면에 형성되며, 상기 회로층(130a)은 전자소자(160)와 와이어 본딩이 가능하도록 후술하는 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142) 내에 형성되어 메탈 리플렉터(140)의 외부까지 연장되도록 형성된다. 이때, 메탈 리플렉터(140)의 외부에 형성된 회로층(130a)은 외부전원과 연결됨으로써, 전자소자(160)에 전원을 전달하는 역할을 수행하게 된다.
메탈 리플렉터(140)는 전자소자(160)를 감싸도록 형성되어, 예를 들어 LED와 같은 발광소자로부터 방출되는 광을 반사시키기 위한 것으로서, 회로층(130a)의 상부에 솔더 페이스트, 에폭시 수지, 세라믹 시트 등과 같은 접착제(150)를 통해 부착되되, 전자소자 실장영역이 노출되도록 캐비티(142)를 구비한다.
본 실시예에서는 반사수단으로서 금속재질을 사용하기 때문에, 종래 수지재의 사용으로 인한 휘도변화와 같은 문제점이 생기지 않을 뿐만 아니라, 접착제(150)를 통해 양극산화 금속기판에 부착하는 간단한 공정에 의해 형성할 수 있게 된다.
이때, 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142)가 형성하는 내측면은 양극산화 금속기판에 대해 수직하게 형성된다. 그러나, 기판 패키지의 사용형태 등을 고려하여 캐비티(142)는 다양한 형상 및 구조로 형성될 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142)가 형성하는 내측면이 양극산화 금속기판에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
전자소자(160)는 예를 들어, LED와 같은 광소자가 사용되며, 솔더(solder)(170) 등에 의해 캐비티(142) 내에 실장되되, 회로층(130a)과 연결된다. 이때, 전자소자(160)는 와이어 본딩(wire bonding) 또는 플립칩 본딩(flip chip bonding)에 의해 실장가능하다. 도 1 및 도 2에는 와이어 본딩을 예로 들어 도시하였다.
한편, 메탈 리플렉터(140)의 캐비티 내에는 실장되는 전자소자(160)를 외부로부터 보호하기 위해 수지 봉지재(190)가 충진되는 것이 바람직하다. 이때, 광소자로부터 방출되는 빛의 투과를 방해하지 않도록 리플렉터(140)의 수지 봉지재가 충진되는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예를 설명함에 있어서 하나의 전자소자(160)가 양극산화 금속기판에 패키지된 단품 구조의 기판 패키지(100a, 100a')에 대해 기술하였으나, 이러한 단품 기판 패키지가 어레이 상태로 배열된 어레이 기판 패키지 또한 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
기판 패키지의 구조-제2 실시예
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 기판 패키지의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 기판 패키지에서 메탈 리플렉터가 경사진 내측면을 갖도록 변형된 예를 도시한 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 패키지(100b, 100b')에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예를 설명함에 있어, 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 패키지(100b, 100b')은 양극 산화 금속기판의 회로층(130b)이 메탈 플레이트(110)의 일면에 형성된 제1 회로층(132b), 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성된 제2 회로층(134b), 및 상기 메탈 플레이트(110)의 측면에 형성되어 상기 제1 회로층(132b) 및 상기 제2 회로층(134b)을 전기적으로 연결하는 측면비아(136b)를 통해 서로 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 실시예에 따른 기판 패키지(100b, 100b')는 제1 실시예에 다른 기판 패키지(100a, 100a')와 달리 외부전극과 연결되는 제2 회로층(134b)이 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성됨으로써, 전자소자(160)와 메탈 리플렉터(140)가 실장되는 메탈 플레이트(110) 일면의 공간제약을 극복하고, 설계자유도를 높일 수 있게 된다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 패키지(100b')는 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142)가 형성하는 내측면이 양극산화 금속기판에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
기판 패키지의 구조-제3 실시예
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 기판 패키지의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 기판 패키지에서 관통비아의 내부가 오픈되도록 변형된 예를 도시한 단면도이며, 7은 도 5에 도시된 기판 패키지에서 메탈 리플렉터가 경사진 내측면을 갖도록 변형된 예를 도시한 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 패키지에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예를 설명함에 있어, 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 패키지(100c, 100c', 100c')는 양극 산화 금속기판의 회로층(130c)이 메탈 플레이트(110)의 일면에 형성된 제1 회로층(132c), 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성된 제2 회로층(134c), 및 상기 메탈 플레이트(110)를 관통하도록 형성되어 상기 제1 회로층(132c) 및 상기 제2 회로층(134c)을 전기적으로 연결하는 관통비아(136c)를 통해 서로 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 관통비아(136c)는 관통홀 내부가 모두 충진된 필드 관통비아 구조로 형성된다.(도 5 참조).
그러나, 도 6에 도시한 바와 같이, 관통비아(136c)는 관통홀의 내벽에 도금층이 형성되고, 내부가 오픈된 구조로 형성될 수 있다. 관통비아(136c)의 상부는 메탈 리플렉터(140)에 의해 보호되기 때문에, 그 내부가 오픈되더라도 신뢰성 측면 에 큰 영향이 없기 때문에 오픈된 구조의 관통비아 구조도 채용가능하며, 이 경우 관통홀 내부를 모두 충진함에 따라 발생하는 재료비를 절감하고 공정시간을 단축할 수 있게 된다. 한편, 도시하지는 않았으나, 도 6에 도시된 관통비아(136c)의 구조에서 필요에 따라 오픈된 공간에 플러깅 잉크 등이 충진될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
본 실시예에 따른 기판 패키지(100c, 100c', 100c'') 또한 제1 실시예에 다른 기판 패키지(100a, 100a')와 달리 외부전극과 연결되는 제2 회로층(134c)이 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성됨으로써, 전자소자(160)와 메탈 리플렉터(140)가 실장되는 메탈 플레이트(110)의 일면의 공간제약을 극복하고, 설계자유도를 높일 수 있게 된다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 기판 패키지(100c'')는 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142)가 형성하는 내측면이 양극산화 금속기판에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
기판 패키지의 제조방법-제1 실시예
도 8 내지 도 14은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정단면도이다. 이는 도 1 내지 도 4에 도시된 기판 패키지(100a, 100a', 100b, 100b')의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1에 도시된 기판 패키지(100a)를 중심으로 그 제조방법이 도시되어 있다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 8에 도시한 바와 같이, 메탈 플레이트(110)의 표면에 양극산화층(120)을 형성한다.
본 단계는, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로된 메탈 플레이트(110)를 붕산, 인산, 황산, 크롬산 등의 전해액에 담은 후, 메탈 플레이트(110)에 양극을 인가하고 전해액에 음극을 인가함으로써 수행된다. 이때, 메탈 플레이트(110)의 표면에는 약 10 내지 30 W/mK의 비교적 높은 열 전달 특성을 갖는 알루미늄 양극산화막(Al2O3)이 형성된다. 여기서, 양극산화층(120)은 종래 절연수지기판에서 사용되는 절연층에 비해 얇은 두께로 형성되기 때문에, 양극산화 금속기판의 박형화에 기여하게 된다.
다음, 도 9a에 도시한 바와 같이, 메탈 플레이트(110)의 양극산화층(120)에 회로층(130)을 형성하여 양극산화 금속기판을 제조한다. 이때, 회로층(130a)은 양극산화층(120)에 도금공정에 의해 도금층을 형성하고, 상기 도금층을 패터닝함으로써 형성된다. 여기서, 회로층(130a)은 메탈 플레이트(110)의 일면에 형성되는데, 전자소자(160)와 연결이 가능하도록 그 일측이 전자소자 실장영역에 구비된 상태로 메탈 리플렉터(140)의 외부로 연장되어 외부전원(미도시)과 연결될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 8a는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 외부전원과 연결되는 실장패드 역할을 수행하는 회로층(130a)이 전자소자(160)가 실장되는 메 탈 플레이트(110)의 일면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 도 9b에 도시한 바와 같이, 회로층(130b)은 메탈 플레이트(110)의 일면에 형성된 제1 회로층(132b), 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성된 제2 회로층(134b), 및 상기 메탈 플레이트(110)의 측면에 형성되어 상기 제1 회로층(132b) 및 상기 제2 회로층(134b)을 전기적으로 연결하는 측면비아(136b)를 포함하도록 형성될 수 있다. 이는, 도 3 및 도 4에 도시된 회로층(130b) 구조를 나타낸다. 상기 회로층(130b)에서 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성된 제2 회로층(134b)이 외부전원과 연결되는 실장패드 역할을 수행하고, 제2 회로층(134b)와 측면비아(136b)를 통해 제1 회로층(132b)을 통해 전자소자(160)에 전원을 공급하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 이하에서는 도시 및 설명의 편의를 위해 도 9a를 기준으로 추가공정이 진행되는 것으로 기술하지만, 도 9b에 도시된 양극산화 금속기판 구조에 후술하는 추가공정이 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 반사판 역할을 수행하는 메탈 리플렉터(140)를 준비하고, 메탈 리플렉터(140)의 하면에 접착제(150)를 부착한다.
다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 접착제(150)를 포함하여 메탈 리플렉터(140)를 가공하여 전자소자 실장영역에 대응하도록 캐비티(142)를 가공한다. 이때, 캐비티(142)는 기판 패키지의 사용형태 등을 고려하여 다양하게 형성될 수 있 다. 예를 들어, 상부단면이 원형, 사각형, 마름모형, 사다리꼴형을 갖도록 형성될 수 있으며, 그 내측면이 수직하게 형성되거나, 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 캐비티(142)는 라우팅(routing) 공정 또는 펀칭(punching) 공정에 의해 형성된다.
한편, 도시하지는 않았으나, 메탈 리플렉터(140)를 양극산화 금속기판에 부착할 때, 접착제(150)가 메탈 리플렉터(140)의 외측으로 벗어나는 것을 방지하기 위해, 메탈 리플렉터(140)의 가장자리에 부착된 접착제(150)는, 예를 들어 레이저에 의해 제거되는 것이 바람직하다.
다음, 도 12에 도시한 바와 같이, 양극산화 금속기판에 캐비티(142)가 가공된 메탈 리플렉터(140)를 접착제(150)를 이용하여 부착한다. 이때, 메탈 리플렉터(140)는 그 캐비티(142)가 전자소자 실장영역이 노출되도록 양극산화 금속기판의 전자소자 실장영역에 부착된다.
마지막으로, 도 13에 도시한 바와 같이, 전자소자(160)를 양극산화 금속기판에 실장하고, 상기 전자소자(160)를 회로층(130a)과 전기적으로 연결한다.
이때, 전자소자(160)는 에폭시, 솔더 재료 등을 이용하여 패드부가 상부를 향하도록 페이스-업(face-up) 형태로 실장된 후, 상기 패드부를 와이어(180)를 통해 회로층(130a)에 연결하거나, 와이어(180)를 사용하지 않고 플립칩(flip chip) 본딩에 의해 실장될 수 있다.
한편, 도 14에 도시한 바와 같이, 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142)에 의해 노출되는 전자소자 실장영역에 수지 봉지재(190)를 충진하여 상기 전자소자(160)를 외부환경으로부터 커버하는 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
기판 패키지의 제조방법-제2 실시예
도 15 내지 도 22는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정단면도이다. 이는 도 5 내지 도 7에 도시된 기판 패키지(100c, 100c', 100c'')의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5에 도시된 기판 패키지(100c)를 중심으로 그 제조방법이 도시되어 있다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 15에 도시한 바와 같이, 메탈 플레이트(110)에 관통홀(112)을 가공한다.
이때, 관통홀(112)은 메탈 플레이트(110)의 지지기능 및 방열기능을 저하시키지 않도록 메탈 플레이트(110)의 양이 최소화되도록 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 기계적 드릴링, 펀칭, 라우팅 공정 등에 형성가능하다.
다음, 도 16에 도시한 바와 같이, 메탈 플레이트(110)의 관통홀(112)의 내벽을 포함하여 메탈 플레이트(110)의 표면에 양극산화층(120)을 형성한다.
다음, 도 17a에 도시한 바와 같이, 관통홀(112)의 내부를 포함하여 메탈 플레이트(110)의 표면에 도금공정에 의해 도금층을 형성하고, 상기 도금층을 패터닝하여 회로층을 형성하여 양극산화 금속기판을 제조한다. 이때, 회로층(130c)은 메탈 플레이트(110)의 일면에 형성되는 제1 회로층(132c), 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성되는 제2 회로층(134c), 및 제1 회로층(132c)과 제2 회로층(134c)을 연결하도록 상기 관통홀(112)의 내부에 형성되는 관통비아(136c)를 포함하여 구성된다. 상기 회로층(130c)에서 메탈 플레이트(110)의 타면에 형성된 제2 회로층(134c)이 외부전원과 연결되는 실장패드 역할을 수행하고, 제2 회로층(134c)와 관통비아(136c)를 통해 연결된 제1 회로층(132c)을 통해 전자소자(160)에 전원을 공급하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 도 17b에 도시한 바와 같이, 관통홀(112)의 내벽에 도금층을 형성하고, 그 내부가 오픈된 구조의 관통비아(136c) 또한 가능하다 할 것이며, 오픈된 부분에 플러깅 잉크(plugging ink)가 충진되는 구조(미도시) 또한 본 발명의 범주 내에 포함된다 할 것이다.
한편, 이하에서는 도시 및 설명의 편의를 위해 도 17a를 기준으로 추가공정이 진행되는 것으로 기술하지만, 도 17b에 도시된 양극산화 금속기판 구조에 후술하는 추가공정이 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
다음, 도 18에 도시한 바와 같이, 반사판 역할을 수행하는 메탈 리플렉터(140)를 준비하고, 메탈 리플렉터(140)의 하면에 접착제(150)를 부착한다.
다음, 도 19에 도시한 바와 같이, 접착제(150)를 포함하여 전자소자 실장영역에 대응하는 캐비티(142)를 메탈 리플렉터(140)에 가공한다.
다음, 도 20에 도시한 바와 같이, 양극산화 금속기판에 캐비티(142)가 가공된 메탈 리플렉터(140)를 접착제(150)를 이용하여 부착한다.
마지막으로, 도 21에 도시한 바와 같이, 전자소자(160)를 양극산화 금속기판에 실장하고, 상기 전자소자(160)를 회로층(130c)과 전기적으로 연결한다.
한편, 도 22에 도시한 바와 같이, 메탈 리플렉터(140)의 캐비티(142)에 의해 노출되는 전자소자 실장영역에 수지 봉지재(190)를 충진하여 상기 전자소자(160)를 외부환경으로부터 커버하는 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 기판 패키지 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기판 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 패키지에서 메탈 리플렉터가 경사진 내측면을 갖도록 변형된 예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 기판 패키지의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 패키지에서 메탈 리플렉터가 경사진 내측면을 갖도록 변형된 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 기판 패키지의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기판 패키지에서 관통비아의 내부가 오픈되도록 변형된 예를 도시한 단면도이다.
7은 도 5에 도시된 기판 패키지에서 메탈 리플렉터가 경사진 내측면을 갖도록 변형된 예를 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정단면도이다.
도 15 내지 도 22는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 기판 패키지의 제조방법을 순서대로 도시한 공정단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 메탈 플레이트 120 : 양극산화층
130a, 130b, 130c : 회로층 140 : 메탈 리플렉터
142 : 캐비티 150 : 접착제
160 : 전자소자 180 : 와이어
190 : 수지 봉지재

Claims (20)

  1. 양극산화층이 표면에 형성된 메탈 플레이트에 회로층이 형성된 양극산화 금속기판;
    전자소자 실장영역을 노출시키는 캐비티를 가지며, 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 메탈 리플렉터; 및
    상기 양극산화 금속기판의 전자소자 실장영역에 실장되고, 상기 회로층과 연결된 전자소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회로층은 일단이 상기 캐비티 내의 상기 메탈 플레이트의 일면으로부터 상기 메탈 리플렉터의 외부까지 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회로층은 상기 메탈 플레이트의 일면에 형성된 제1 회로층 및 상기 메탈 플레이트의 타면에 형성된 제2 회로층을 포함하고, 상기 제1 회로층과 상기 제2 회로층은 상기 메탈 플레이트를 관통하는 관통비아 또는 상기 메탈 플레이트의 측면에 형성되는 측면비아를 통해 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기 판 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 리플렉터의 내측면은 상기 양극산화 금속기판에 대해 수직하게 형성되거나 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 리플렉터는 프리프레그, 솔더 페이스트, 에폭시 수지, 또는 세라믹 시트로된 접착제를 통해 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자소자는 LED인 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자소자는 상기 회로층에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의해 연결 된 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 리플렉트 사이의 전자소자 실장영역에는 상기 전자소자를 커버하는 리플렉터(140) 수지 봉지재가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 패키지.
  10. (A) 양극산화층이 표면에 형성된 메탈 플레이트에 회로층이 형성된 양극산화 금속기판을 제조하는 단계;
    (B) 상기 양극산화 금속기판에 전자소자 실장영역을 노출시키는 캐비티를 갖는 메탈 리플렉터를 부착하는 단계;
    (C) 상기 양극산화 금속기판에 전자소자를 실장하고, 상기 회로층과 연결하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 회로층은 상기 메탈 플레이트의 일면에 형성되는 제1 회로층과 상기 메탈 플레이트의 측면에 형성된 측면비아를 통해 상기 제1 회로층과 전기적으로 연결되는 제2 회로층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    (A1) 메탈 플레이트에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀 내벽을 포함하여 상기 메탈 플레이트의 표면에 양극산화층을 형성하는 단계;
    (A2) 상기 관통홀 내부를 포함하여 상기 양극산화층에 도금층을 형성하는 단계; 및
    (A3) 상기 도금층을 패터닝하여, 상기 메탈 플레이트 일면의 제1 회로층과 상기 메탈 플레이트의 타면에 관통비아를 통해 상기 제1 회로층과 전기적으로 연결되는 제2 회로층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 (A) 단계에서,
    상기 메탈 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 메탈 리플렉터의 내측면은 상기 양극산화 금속기판에 대해 수직하게 형성되거나 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 (B) 단계에서,
    상기 메탈 리플렉터는 프리프레그, 솔더 페이스트, 에폭시 수지, 또는 세라믹 시트로된 접착제를 통해 상기 양극산화 금속기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 (B) 단계는,
    (B1) 메탈 리플렉터에 접착제를 부착하는 단계;
    (B2) 상기 접착제가 부착된 상기 메탈 리플렉터에 캐비티를 가공하는 단계; 및
    (B3) 상기 캐비티가 상기 전자소자 실장영역을 노출시키도록 상기 메탈 리플렉터를 상기 양극산화 금속기판에 부착하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 (B2)단계에서,
    상기 메탈 리플렉터의 가장자리에 부착된 접착제는 레이저에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 전자소자는 LED인 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  19. 청구항 10에 있어서,
    상기 전자소자는 상기 회로층에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
  20. 청구항 10에 있어서,
    상기 (C) 단계 이후에,
    (D) 상기 메탈 리플렉트의 캐비티에 의해 노출되는 상기 전자소자 실장영역에 상기 전자소자를 커버하는 투광성 수지 봉지재를 충진하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 패키지의 제조방법.
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