KR20110110608A - 발광 소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 플래너 타입의 기판; 상기 기판 위에 발광 소자; 상기 기판 위에 수지층; 및 상기 기판 및 상기 수지층의 외측에 형성된 습기 침투 방지막을 포함한다.

Description

발광 소자 패키지 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAG AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF}
실시 예는 발광 소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 빛을 생성하는 광원을 구성할 수 있다.
이러한 발광다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 소자로 이용되고 있으며, 상기 발광 소자는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
실시 예는 플래너 타입의 기판과 수지층 사이의 계면을 통해 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있도록 한 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 기판의 외측에 습기 침투 방지막을 구비한 발광 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 플래너 타입의 기판; 상기 기판 위에 발광 소자; 상기 기판 위에 수지층; 및 상기 기판 및 상기 수지층의 외측에 형성된 습기 침투 방지막을 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지 제조방법은, 세라믹 기판 위에 발광 소자를 탑재하는 단계; 상기 세라믹 기판 위에 상기 발광 소자를 밀봉하는 수지층을 형성하는 단계; 상기 세라믹 기판을 패키지 단위로 분리하는 단계; 및 상기 분리된 상기 세라믹 기판과 상기 수지층 사이의 외측 계면에 습기 침투 방지막을 형성해 주는 단계를 포함한다.
실시 예는 세라믹 기판을 이용한 패키지에 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
실시 예는 습기에 강한 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자로부터 발생된 열을 효과적으로 방열할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 세라믹 기판의 상면 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 세라믹 기판의 하면 패턴을 나타낸 저면도이다.
도 4 내지 도 7은 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 제2실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 구비한 표시장치를 나타낸 도면이다.
이하, 실시 예를 설명함에 있어서, 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 참조하여 설명될 수 있으며, 또한 각 층의 두께는 일 예로 설명된 것이며, 도면의 두께로 한정되지는 않는다. 실시 예에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다.
이하, 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 발광 소자 패키지의 측 단면도이고, 도 2는 도 1의 세라믹 기판 상의 전극 패드를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 1의 세라믹 기판의 저면도이다.
도 1 내지 도3을 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 기판(110), 제1 및 제2전극 패턴(111,113), 제3 및 제4전극 패턴(121,123), 방열 패턴(125), 도전성 비아(131,133,135), 발광 소자(140), 제1투광성 수지층(150), 형광체층(155), 제2투광성 수지층(160), 및 습기 침투 방지막(170)을 포함한다.
상기 기판(110)은 내열성이 좋은 특성을 가지며, 열에 의한 변색 저항성이 우수하다. 상기 기판(110)은 예콘대, 세라믹 기판으로서, 그 재질은 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) 등을 들 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 기판(110)은 플래너 타입의 세라믹 기판을 그 예로 설명하기로 한다.
상기 세라믹 기판(110)은 단면 동박층 또는 양면 동박층의 구조를 이용하여 단층 기판 또는 다층 기판으로 구현될 수 있다. 상기의 동박층은 Cu, Ag, Al, Ni, 또는 Au와 같은 전도성 금속을 선택적으로 이용한 금속 플레이트로 형성될 수 있으며, 에칭 공정을 통해 소정의 패턴 형상으로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 세라믹 기판(110)의 외 형상은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 세라믹 기판(110)의 상면(110A)에는 제1 및 제2전극 패턴(111,113)이 형성되고, 하면(110B)에는 제3 및 제4전극 패턴(121,123), 방열 패턴(125)이 형성될 수 있다. 상기 제1전극 패턴(111)과 제3전극 패턴(121)의 일부는 서로 대응되며 적어도 하나의 제1도전성 비아(131)로 연결된다. 상기 제2전극 패턴(113)과 제4전극 패턴(123)의 일부는 서로 대응되며 적어도 하나의 제2도전성 비아(133)로 연결된다.
상기 제1전극 패턴(111)은 상기 제2전극 패턴(113)보다는 크게 형성될 수 있으며, 발광 소자(140)의 방열을 위해 여러 방향으로 분기된 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 세라믹 기판(110)의 하면에는 제1전극 패턴(111)에 대응되는 방열 패턴(125)이 형성될 수 있다. 상기 제1전극 패턴(111)과 방열 패턴(125)의 일부는 서로 대응되며 적어도 하나의 제3도전성 비아(135)로 연결된다. 상기 방열 패턴(125)은 상기 제3 및 제4전극 패턴(121,123)의 크기보다는 크게 제공될 수 있다.
상기 제1전극 패턴(111)에는 발광 소자(140)가 배치되며, 상기 발광 소자(140)는 전도성 접착제 또는 다이 본딩 방식으로 상기 제1전극 패턴(111) 위에 탑재된다.
상기 제2전극 패턴(113)은 상기 제1전극 패턴(111)과 이격되며, 상기 발광 소자(140)와 와이어(142)로 연결될 수 있다.
상기 제1전극 패턴(111)과 제2전극 패턴(113)은 세라믹 기판(110)의 센터 영역에 대응되게 형성되며, 발광 소자(140)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1전극 패턴(111)과 상기 제2전극 패턴(113)의 일부는 다른 측에서 대응될 수 있으며, 제너 다이오드, TVS(Transient voltage suppression) 다이오드와 같은 보호 소자가 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(140)는 칩의 전극 위치나 칩 종류에 따라 다이 본딩 방식, 플립 칩 본딩 방식, 와이어 본딩 방식 등과 같은 본딩 방식을 사용하여 제1 및 제2전극 패턴(111,113)에 연결될 수 있다.
여기서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1내지 제3도전성 비아(131,133,135)는 상기 세라믹 기판(110)의 위에 배치된 패턴과 아래에 배치된 패턴 간의 연결을 위해 관통되는 형태로 형성된다. 상기 세라믹 기판(110)에는 복수의 도전성 비아(131,133,135)를 배치할 수 있다. 상기 도전성 비아(131,133,135)는 비아 홀 또는 쓰루 홀 내에 Ag와 같은 전도성 물질로 충진되거나, 전도성 물질이 상기 홀 주변에 도포될 수 있다. 여기서, 상기 제3전극패턴(121)과 상기 방열 패턴(125)은 일체의 패턴으로 형성될 수 있으며, 이러한 패턴 형태는 방열 효율에 따라 변경될 수 있다.
상기 발광 소자(140)는 LED 칩으로서, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 적색 LED 칩과 같은 유색의 LED 칩, UV LED 칩 등을 포함할 수 있으며, 상기 세라믹 기판(110) 위에 하나 또는 복수개로 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 세라믹 기판(110) 위에는 수지층이 형성될 수 있다. 상기 수지층은 상기 발광 소자(140)를 덮는 봉지재로서, 형광체를 포함할 수 있다. 상기 수지층은 예컨대, 제1투광성 수지층(150), 형광체층(155), 및 제2투광성 수지층(160)을 포함한다.
상기 세라믹 기판(110) 위에는 제1투광성 수지층(150)이 형성되며, 상기 제1투광성 수지층(150) 위에는 형광체층(155)이 형성되며, 상기 형광체층(155) 위에는 제2투광성 수지층(160)이 형성된다. 상기 제1투광성 수지층(150), 형광체층(155), 및 제2투광성 수지층(160)은 수지 재질 예컨대, 실리콘, 에폭시, 하이브리드 수지 물질 등을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1투광성 수지층(150)은 상기 발광 소자(140)와 상기 제1 및 제2전극 패턴(111,113)을 밀봉하게 된다. 상기 제1투광성 수지층(150)의 두께는 상기 발광 소자(140)의 두께 이상으로 사출 성형될 수 있다. 상기 세라믹 기판(110) 위에 균일한 두께로 형성되거나 구조물 형상을 따라 울퉁 불퉁하게 형성될 수 있다.
상기 제1투광성 수지층(150) 위에는 형광체층(155)이 형성될 수 있다. 상기 형광체층(155)는 몰딩되거나 코팅될 수 있으며, 적어도 한 종류의 형광체를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체층(155)은 상기 제1투광성 수지층(150)의 전 표면에 형성될 수 있다.
상기 제2투광성 수지층(160)은 상기 형광체층(155) 위에 형성되며, 예컨대 사출 성형 방법으로 형성될 수 있다. 상기 제2투광성 수지층(160)은 렌즈부(162)를 포함한다. 상기 렌즈부(162)는 볼록한 렌즈 형상으로서, 상기 발광 소자(140)의 위로 돌출된다. 상기의 렌즈부는 형성하지 않을 수 있다.
상기 제2투광성 수지층(160)은 발광 소자(140) 위에 렌즈부(162)를 배치하고, 다른 부분은 플랫하거나 상기 형광체층(155) 위에 균일한 두께로 형성될 수 있다.
여기서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 렌즈부(162)의 중심부와 외측 사이의 거리(D1)는 하부 원(162A)의 반지름으로서, 600㎛ 이상으로 형성될 수 있다. 상기 거리(D1)는 칩 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 상기 원(162A) 내의 전극 패턴(111,113) 영역은 원 전체 영역의 70% 이상으로 구성하여, 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110)의 외측에 형성되며, 스프레이 장비 또는 스퍼터링 장비 등을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110)과 상기 수지층(150,155,160)의 사이의 계면으로 침투하는 습기를 방지하게 된다.
상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110)과 상기 수지층(150,155,160)의 외측 중 적어도 한 면 또는 전체 측면에 형성될 수 있다.
상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 수지층(150,155,160) 또는 상기 세라믹 기판(110)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 실리콘, 에폭시, 사파이어, 질화 알루미늄 등의 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 습기 침투 방지막(170)은 상기의 물질에 의해 상기 수지층(150,155,160) 및 세라믹 기판(110)과의 접착력이 강화시켜 줄 수 있으며, 또 열 변형을 줄여 줄 수 있다.
상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110) 및 상기 수지층(150,155,160)의 외측에 울퉁 불퉁한 요철 형상으로 형성될 수 있으며, 이러한 울퉁 불퉁한 요철 형상은 상기 세라믹 기판(110) 및 상기 수지층(150,155,160)의 접촉 면과의 접착력을 강화시켜 주고, 수지층(150,155,160)의 외측에서의 광의 진행 방향을 변경시켜 줄 수 있다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 발광 소자 패키지의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 세라믹 기판(110) 위의 제1전극 패턴(111) 및 제2전극 패턴(113)이 형성되며, 세라믹 기판(110) 아래에 제3전극 패턴(도 3의 121) 및 제4전극 패턴(123)과 방열 패턴(125)이 형성된다. 여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1전극 패턴(111)은 제1 및 제3도전성 비아(131,135)에 의해 상기 제3전극 패턴(도 3의 121)과 방열 패턴(125)과 각각 연결되며, 상기 제2전극 패턴(113)은 제2도전성 비아(133)에 의해 상기 제4전극 패턴(123)과 연결된다.
상기 제1전극 패턴(111) 위에는 발광 소자(140)가 배치된다. 상기 발광 소자(140)는 상기 제1전극 패턴(111)에 다이 본딩되어 전기적으로 연결되고, 상기 제2전극 패턴(113)에 와이어로 연결된다. 여기서, 상기 발광 소자(140)는 칩 종류나 탑재 방식에 따라 하나의 와이어, 복수의 와이어, 플립 본딩 방식, 다이 본딩 방식으로 제1전극 패턴(111)과 제2전극 패턴(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(140)는 적색, 녹색, 청색 LED칩과 같은 유색 LED 칩이거나 UV LED 칩을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(140)는 각 패키지 단위(1P)내에 하나 또는 복수개 배치될 수 있으며, 복수개의 LED 칩은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 세라믹 기판(110)의 상면에 배치된 제1전극 패턴(111)은 상기 발광 소자(140)가 배치된 패턴으로서, 상대적으로 큰 면적으로 형성되어, 광을 효율적으로 반사시켜 주고, 방열할 수 있다. 또한 상기 세라믹 기판(110)의 상면에는 상기 제1전극 패턴(111)과 상기 제2전극 패턴(113) 이외의 영역에 백색 솔더 레지스터(PSR)이 코팅되어, 광 반사를 증가시켜 줄 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 세라믹 기판(110) 위에는 수지층(150,155,160)이 형성되며, 상기 수지층(150,155,160)에는 형광체를 포함할 수 있다. 실시 예로서, 상기 세라믹 기판(110) 위에 제1투광성 수지층(150), 형광체층(155), 제2투광성 수지층(160)이 형성될 수 있으며, 그 재질은 실리콘, 에폭시, 하이브리드 수지 재질 등을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1투광성 수지층(150), 형광체층(155), 제2투광성 수지층(160)은 동일한 굴절률을 갖거나, 굴절률이 점차 낮아지는 물질로 배치할 수 있다. 상기의 수지층(150,155,160)의 재질은 1과 2 사이의 굴절률을 갖는다.
상기 제1투광성 수지층(150)은 균일한 두께 또는 영역에 따라 다른 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1투광성 수지층(150)은 사출 성형 구조물의 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 세라믹 기판(110) 위의 구조적인 형상에 의해 울퉁 불퉁하게 형성될 수 있다. 상기 발광 소자(140)에 연결된 와이어는 상기 제1투광성 수지층(150) 아래에 배치되거나, 일부가 상기 제1투광성 수지층(150)에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 형광체층(155)은 수지물에 형광체가 첨가된 층으로서, 상기 제1투광성 수지층(150) 위에 균일한 두께로 코팅될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1투광성 수지층(150)은 상기 제1투광성 수지층(150)의 상면 전체에 형성될 수 있다.
상기 형광체층(155)에 첨가된 형광체는 적색 형광체, 녹색 형광체, 황색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2투광성 수지층(160)은 상기 형광체층(155) 위에 형성되며, 사출 성형 구조물로 형성될 수 있다. 상기 제2투광성 수지층(160)은 상기 발광 소자(140)에 위에 렌즈부(162)를 형성해 줄 수 있으며, 상기 렌즈부(162)는 상기 발광 소자(140) 위에 볼록한 렌즈 형상으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈부(162)와 그 외측 사이의 거리(D1)는 상기 렌즈부(162)의 최대 직경을 갖는 원의 반지름으로서, 약 600㎛ 이상으로 형성될 수 있다.
상기 제2투광성 수지층(160)은 상기 형광체층(155) 위에 형성되며, 상기 렌즈부(162)가 형성된 이외의 영역은 평탄한 면으로 형성되거나, 요철 형상으로 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제2투광성 수지층(160)이 형성되면, 상기 세라믹 기판(110)을 패키지 단위로 분리하게 된다. 여기서, 상기 세라믹 기판(110)의 분리 방법은 패키지 단위로 블레이드를 이용하여 다이싱하거나, 상기 세라믹 기판(110)의 패키지 경계에 홈(예: v형 홈)을 형성한 후 브레이킹 방법으로 분리할 수 있다. 상기와 같이 패키지 단위로 분리된 발광 소자 패키지는 도 6과 같이 제공될 수 있다. 여기서, 상기 세라믹 기판(110)의 외 형상은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 세라믹 기판(110)과 상기 수지층 예컨대, 제1투광성 수지층(150) 사이의 계면(105)에는 상기의 분리 공정에 의한 들뜸 현상으로 갭(gap)이 발생될 수 있으며, 상기의 갭으로 습기가 침투될 수 있다. 이러한 습기는 전극 패턴(111,113)을 산화시키고, 전극 패턴(111,113) 간의 쇼트를 유발하거나, 발광 소자(140)의 수명을 저하시키게 된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 세라믹 기판(110)의 외측에 습기 침투 방지막(170)을 형성하게 된다. 상기 습기 침투 방지막(170)은 실리콘, 에폭시, 알루미나, 질화 알루미늄 등의 재질로 형성될 수 있으며, 접착력을 위해 상기 수지층(150,155,160)과 동일한 재질이거나, 상기 세라믹 기판(110)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110)과 상기 수지층(150,155,160) 사이의 외측 중 적어도 한 측면에 형성되거나, 전 외측에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 습기 침투 방지막(170)의 두께에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110) 및 상기 수지층의 외 측면 형상을 따라 형성될 수 있으며, 그 예로서 불규칙한 요철 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 발광 소자 패키지는 백색 광, 레드, 그린, 블루 등과 같은 유색의 광을 발광할 수 있다. 또한 세라믹 기판(110)을 갖고 습기에 강한 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.
도 8은 제2실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다. 제2실시 예는 제1실시 예를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 발광 소자 패키지(100A)는 세라믹 기판(110)의 제1전극 패턴(111)과 제2전극 패턴(113)에 플립 방식으로 본딩된다. 상기 제1 및 제2전극 패턴(111,113)에는 제너 다이오드, TVS(Transient voltage suppression) 다이오드와 같은 보호소자가 플립 방식으로 본딩될 수 있다.
상기 세라믹 기판(110) 위에는 형광체층(155A)이 형성되고, 상기 형광체층(155A)은 상기 발광 소자(140) 상에 형성되거나, 상기 제1전극 패턴(111)과 제2전극 패턴(113)의 커버하는 영역 상에 형성될 수 있다. 또는 상기 형광체층(155A)은 상기 세라믹 기판(110)의 외측에 노출되지 않도록 형성될 수 있다.
상기 형광체층(155A) 위에는 제2투광성 수지층(160)이 형성될 수 있으며, 상기 제2투광성 수지층(160)은 상기 발광 소자(140) 위로 렌즈부(162)가 돌출되는 형상이다. 상기 제2투광성 수지층(160)은 상기 형광체층(155A)과 상기 세라믹 기판(110)의 상면 외측에 접촉되어, 상기 형광체층(155A)의 표면 전체를 에워쌓게 된다.
습기 침투 방지막(170)은 상기 세라믹 기판(110)과 상기 제2투광성 수지층(160)의 외 측면 즉, 상기 세라믹 기판(110)과 상기 제2투광성 수지층(160) 사이의 계면에 형성된다. 이에 따라 상기 세라믹 기판(110)과 상기 제2투광성 수지층(160) 사이로 유입될 수 있는 습기를 완전히 차단할 수 있다.
도 9는 제3실시 예를 나타낸 발광 소자 패키지의 측 단면도이다. 제3실시 예는 제1실시 예를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 세라믹 기판(210)의 상면에 제1전극 패턴(211), 제2전극 패턴(213), 제1방열 패턴(215)을 구비하고, 하면에 제3전극 패턴(221), 제4전극 패턴(223), 제2방열 패턴(225)을 구비하게 된다. 상기 세라믹 기판(210)의 내부에 복수의 도전성 비아(215,225,235)를 포함한다.
상기 제1방열 패턴(215)은 상기 제1전극 패턴(211)과 상기 제2전극 패턴(213) 사이에 배치되며, 상기 제2방열 패턴(225)은 상기 제3전극 패턴(221)과 상기 제4전극 패턴(223) 사이에 배치된다.
상기 제1방열 패턴(215) 위에는 발광 소자(240)가 부착되며, 상기 발광 소자(240)는 상기 제1전극 패턴(211)과 상기 제2전극 패턴(213)에 와이어(242)로 연결된다.
상기 제1전극 패턴(211)과 상기 제3전극 패턴(221)은 서로 대향되며 제1도전성 비아(231)로 연결되며, 상기 제2전극 패턴(213)과 상기 제4전극 패턴(223)은 서로 대항되며 제2도전성 비아(233)로 연결되며, 상기 제1방열 패턴(215)과 상기 제2방열 패턴(225)은 제3도전성 비아(235)로 연결된다. 상기 제1 내지 제3도전성 비아(215,225,235) 각각은 전도 효율을 위해 단일개가 아닌 복수개로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(240)로부터 발생된 열은 상기 제1방열 패턴(215), 및 제3도전성 비아(235)을 통해 제2방열 패턴(225)으로 전도되어 방열될 수 있다.
상기 세라믹 기판(210) 위에는 제1투광성 수지층(250), 형광체층(255) 및 제2투광성 수지층(260)을 포함한다. 상기 세라믹 기판(210)의 내측에는 수지층(250,255,260)이 배치되며, 상면 둘레에는 상기 수지층이 없어 노출된다. 이에 따라 습기 침투 방지막(270)은 상기 세라믹 기판(210)의 외측, 상기 세라믹 기판(210)의 상면 외측, 상기 수지층(250,255,260)의 외측에 형성된다. 상기 습기 침투 방지막(270)은 상기 발광 소자 패키지(200)의 외측 형상에 따라 형성되며, 예컨대 단차진 형상으로 형성될 수 있다. 상기 습기 침투 방지막(270)이 상기 세라믹 기판(210)의 상면 외측에 형성됨으로써, 상기 습기 침투 방지막(270)은 상기 세라믹 기판(210) 상면과의 접촉 면적이 증가되어, 습기가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
상기 실시 예(들)에 따른 발광소자 패키지는, 지시 장치, 조명 장치, 표시 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다. 또한 상기 각 실시 예는 각 실시 예로 한정되지 않고, 상기에 개시된 다른 실시 예에 선택적으로 적용될 수 있으며, 각 실시 예로 한정하지는 않는다. 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있으며, 상기 라이트 유닛은 복수의 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 10과 같은 표시 장치나, 조명등, 신호등, 차량 전조등 등의 조명 장치, 또는 전광판등에 적용될 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도 10의 설명에 개시된 패키지는 상기에 개시된 패키지를 참조하기로 한다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(300)는 바텀 커버(301), 상기에 개시된 복수의 발광 소자 패키지(100)가 어레이된 모듈 기판(310), 광학 부재(50), 및 표시 패널(360)을 포함한다.
상기 모듈 기판(310)과 상기 발광 소자 패키지(100)는 발광 모듈로 정의될 수 있으며, 상기 바텀 커버(301), 적어도 하나의 발광 모듈, 광학 부재(350)는 라이트 유닛으로 정의될 수 있다.
여기서, 상기 모듈 기판(310) 상에 배치된 발광 소자 패키지(100)는 수지층(160)의 렌즈부가 일정한 간격으로 어레이되며, 전 영역에 균일한 휘도 분포로 발광할 수 있다. 즉, 상기 모듈 기판(310) 상에 도 1과 같은 발광 소자 패키지(100)를 어레이하게 된다.
상기 바텀 커버(301)는 샷시나 몰드 프레임 등과 같은 재질로 형성되며, 상기 모듈 기판(310)이 수납될 수 있다.
상기 모듈 기판(310) 위에 복수의 발광 소자 패키지(100)가 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 모듈 기판(310) 위에 솔더 본딩된다. 여기서, 상기 모듈 기판(310) 위에는 회로 패턴이 형성되어, 상기 발광 소자 패키지(100)의 세라믹 기판(110)이 탑재되고, 복수의 발광소자 패키지(100) 간의 선택적인 연결을 가능케 한다.
상기 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자의 광과 형광체층의 형광체로부터 발광된 광을 발광하게 되며, 상기 광들은 서로 혼색되어 타켓 광으로 광학 부재(350) 및 표시 패널(360)을 통해 조사된다.
여기서, 상기 광학 부재(350)는 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(350) 위에는 표시 패널(360)이 배치되며, 상기 표시 패널(360)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(360)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(360)은 상기 광학 부재(350)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다.
이러한 표시 장치(300)는 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기한 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100,100A,200:발광소자 패키지, 110,210:기판, 111,113,121,123,211,213,211,223: 전극 패턴, 125,215,225;방열 패턴, 131,133,135: 도전성 비아, 140,240:발광소자, 150,250:제1투광성 수지층, 155,255;형광체층, 160,260:제2투광성 수지층, 170,270:습기침투 방지막

Claims (21)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 발광 소자;
    상기 기판 위에 수지층; 및
    상기 기판 및 상기 수지층의 외측에 형성된 습기 침투 방지막을 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 위에 배치되며 상기 발광 소자가 전기적으로 연결된 제 1 및 제2전극 패턴; 상기 기판 아래에 배치된 제3 및 제4전극 패턴; 및 상기 제1 및 제2전극패턴과 상기 제3 및 제4전극 패턴의 극성에 따라 서로 연결해 주는 복수의 제1 및 제2도전성 비아를 포함하는 발광 소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판의 아래에 방열 패턴; 및 상기 방열 패턴과 상기 제1전극 패턴 또는 상기 제2전극 패턴을 연결해 주는 제3도전성 비아를 포함하는 발광 소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판은 세라믹 기판이며,
    상기 발광 소자는 상기 방열 패턴에 연결된 제1전극 패턴 위에 배치되는 발광 소자 패키지.
  5. 제2항에 있어서, 상기 기판 위에 제1방열 패턴; 및 상기 기판 아래에 제2방열 패턴; 및 상기 제1 및 제2방열 패턴을 연결해 주는 제4도전성 비아를 포함하며,
    상기 제1방열 패턴 위에 상기 발광 소자가 배치되는 발광 소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 습기 침투 방지막은 상기 기판과 상기 수지층의 외측 면 전체에 형성되는 발광 소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 수지층은 상기 기판의 직경과 동일하거나 작게 형성되는 발광 소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 습기 침투 방지막은 상기 기판의 외 측면, 상기 기판의 상면 둘레, 및 상기 수지층의 외 측면에 형성되는 발광 소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 습기 침투 방지막은 상기 수지층 및 상기 기판의 재질 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 습기 침투 방지막은 알루미나(alumina), 질화알루미늄(aluminum nitride), 실리콘, 에폭시, 및 하이브리드 수지 중 어느 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  11. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 수지층은 형광체층을 포함하며, 적어도 두 층으로 형성되는 발광 소자 패키지.
  12. 제11항에 있어서, 상기 수지층은 상기 세라믹 기판 위에 제1투광성 수지층; 상기 제1투광성 수지층 위에 형광체층을 포함하는 발광 소자 패키지.
  13. 제12항에 있어서, 상기 수지층은 상기 형광체층 위에 렌즈부를 갖는 제2투광성 수지층을 포함하는 발광 소자 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2투광성 수지층의 렌즈부는 상기 세라믹 기판의 상면 중심부 또는 중심부 일측에 형성되는 발광 소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기판 위에 탑재된 보호 소자를 포함하는 발광 소자 패키지.
  16. 세라믹 기판 위에 발광 소자를 탑재하는 단계;
    상기 세라믹 기판 위에 상기 발광 소자를 밀봉하는 수지층을 형성하는 단계;
    상기 세라믹 기판을 패키지 단위로 분리하는 단계; 및
    상기 분리된 상기 세라믹 기판과 상기 수지층 사이의 외측 계면에 습기 침투 방지막을 형성해 주는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 습기 침투 방지막은 알루미나(alumina), 질화알루미늄(aluminum nitride), 실리콘, 에폭시, 및 하이브리드 수지 중 어느 하나의 재질로 형성되며, 그 표면이 요철 형상을 갖는 발광 소자 패키지 제조방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 습기 침투 방지막은 상기 세라믹 기판의 외측 및 상기 수지층의 외측에 형성되는 발광 소자 패키지 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 수지층 형성 단계는, 상기 발광 소자의 두께보다 두껍게 제1투광성 수지층을 형성하는 단계; 상기 제1투광성 수지층의 형성 전 또는 후에 위에 형광체층을 형성하는 단계; 및 상기 형광체층 위에 렌즈부를 갖는 제2투광성 수지층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지 제조방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 수지층 형성 단계는, 상기 세라믹 기판 위에 형광체층을 형성하는 단계; 및 상기 형광체층 위에 렌즈부를 갖는 투광성 수지층을 형성하는 단계를 포함하는 발광소자 패키지 제조방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 세라믹 기판에는 상면 및 하면에 복수의 전극 패턴; 하면에 방열 패턴; 상기 상면의 전극 패턴과 하면의 전극 패턴 및 방열 패턴을 연결해 주는 도전성 비아가 형성되는 발광 소자 패키지 제조방법.
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