KR20120021001A - 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents
세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 광소자가 실장될 실장홀을 포함하는 패턴이 형성된 금속층, 상기 금속층 하부에 형성된 세라믹 코팅층, 상기 금속층에 도금된 도금층, 상기 실장홀에 의해 노출된 세라믹 코팅층 상에 실장된 광소자와 상기 광소자와 도금층을 전기적으로 연결하는 연결부 및 상기 광소자와 연결부를 매립하는 제 1 몰딩부를 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이에 의해 세라믹 타입 LED 패키지에 비해 공정의 단순화와 비용 절감 및 외부 열충격으로 부터 강화될 수 있게 된다.
Description
본 발명은 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들어 내고, 이들의 재결합에 의하여 전기 에너지를 빛 에너지로 바꾸어 주어 발광시키는 금속간 화합물 접합 다이오드를 말한다. 즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다.
이러한 LED는 일반적인 표시 장치는 물론이고 조명 장치나 LCD 표시 장치의 백라이트 소자에도 응용되는 등 적용 영역이 점차 다양해지고 있다. 특히 LED는 비교적 낮은 전압으로 구동이 가능하면서도 높은 에너지 효율로 인해 발열이 낮고 수명이 긴 장점을 가지고 있으며, 종래에는 구현이 어려웠던 백색광을 고휘도로 제공할 수 있는 기술이 개발됨에 따라 현재 사용되고 있는 대부분의 광원 장치를 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
종래의 세라믹 타입 LED 패키지는 세라믹 시트(Ceramic sheet)를 적층하는 구조로서 LED 칩에 와이어 본딩을 통해 도선을 통전시켜 주며 하부에 히트 싱크를 붙혀서 열을 방출할 수 있는 구조로 되어 있다. 이때 세라믹 시트에 칩 본딩영역을 프린팅하고, 상부에 세라믹 시트를 반복해서 적층하여 제품을 완성하기 때문에 단일 공정 대비 공정이 복잡하고 추가비용이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 금속층에 MOCVD 방식이나 스퍼터 방식을 통해 전기 절연성 AlN(질화 알루미늄)을 증착하고 금속층 표면을 에칭을 통해 광소자를 실장함으로써 세라믹 시트 적층에 비하여 공정이 단순해지며 외부 열충격에 강한 광소자 패키지를 구현시키는 광소자 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명의 제조 방법은 (a) 금속층 하부에 세라믹 코팅층을 증착하는 단계; (b) 상기 금속층을 하프 에칭(half etching)하여 광소자가 실장될 실장홀을 포함하는 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 에칭된 금속층에 도금층을 형성하는 단계; (d) 상기 실장홀에 광소자를 실장하고 상기 광소자와 도금층을 연결부를 통해 전기적으로 연결하는 단계; (e) 광소자와 연결부를 매립하여 제 1 몰딩부를 형성하는 단계;를 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 방법을 제공함으로써 공정의 단순화가 가능해진다.
특히, 상기 (a) 단계는, 금속층인 알루미늄 하부에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터(Sputter) 방식을 통해 질화 알루미늄(AlN)층을 증착할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는 은(Ag) 도금층을 형성하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (e) 단계는, 형광체를 도포하여 평면 형상의 제 1 몰딩부를 형성하는 단계인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 (e) 단계 이후에, (f) 투명 실리콘(Si) 레진(Resin)을 도포하여 상기 제 1 몰딩부를 봉지하는 볼록 렌즈 형상의 제 2 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광소자 패키지의 구성은 광소자가 실장될 실장홀을 포함하는 패턴이 형성된 금속층; 상기 금속층 하부에 형성된 세라믹 코팅층; 상기 금속층에 도금된 도금층; 상기 실장홀에 실장된 광소자와 상기 광소자와 도금층을 전기적으로 연결하는 연결부; 상기 광소자와 연결부를 매립하는 제 1 몰딩부;를 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지를 제공하여 외부 열충격에 강한 광소자 패키지를 제공할 수 있다.
특히, 상기 금속층은 알루미늄(Al)인 것이 바람직하며, 상기 세라믹 코팅층은 질화 알루미늄(AlN)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 몰딩부는 형광체 도포로 형성된 평면 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광소자 패키지는 상기 제 1 몰딩부를 매립하는 제 2 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제 2 몰딩부는, 투명 실리콘(Si) 레진 도포로 형성된 볼록 렌즈 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 금속층에 MOCVD 또는 스퍼터 방식에 의해 세라믹 코팅층을 증착하고 금속층 표면을 하프 에칭을 통해 광소자를 실장할 실장홀을 형성함으로써 세라믹 타입 LED 패키지에 비하여 공정의 단순화가 가능하며 기존 PPA 소재를 적용한 LED 패키지 보다 외부 열충격에 강한 광소자 패키지를 구현시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 공정의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지의 단면도이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 공정의 단면도를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 우선 금속층(10) 하부에 세라믹 코팅층(20)을 형성한다.(S2) 상기 금속층(10)은 알루미늄인 것이 바람직하며, 상기 세라믹 코팅층(20)은 전기 절연성을 지닌 AlN(Aluminum Nitride)인 것이 바람직하다. 상기 AlN을 형성하기 위해서는 먼저 챔버(Chamber) 내의 가열된 알루미늄 표면에 질소 가스를 주입하여 AlN을 성장시키는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 방식과 진공상태의 챔버에 질소가 첨가된 Ar가스를 주입시켜 Ar+이온을 통해 타겟(Target) 물질(Al2O3)을 알루미늄 시트 표면에 AlN 박막을 성장시키는 스퍼터링(Sputtering) 방식을 통해 형성될 수 있다.
이후에, 상기 방식에 의해 형성된 코팅층(20) 상부의 금속층(10)에 수지 및 형광체 몰딩이 용이한 패턴을 형성하기 위하여 여러 약품처리를 통해 금속층(10) 표면을 활성화시킨 후 포토레지스트의 도포 후 노광을 실시한다. 현상공정이 완료되면 전기 전도성인 금속층(10)으로서의 알루미늄과 비전도성인 세라믹 코팅층(20)으로서의 AlN의 경계부 저항값이 최대치가 되는 곳까지 하프 에칭(half etching)을 통해 광소자(50)가 실장될 실장홀(30)을 포함하여 원하는 패턴을 형성한다(S3).
다음으로 상기 에칭된 금속층(10)에 도금층(40)을 형성하여 와이어 본딩과 같은 전기적 연결을 위한 표면을 형성하는데(S4), 상기 도금층(40)은 은(Ag) 도금층인 것이 바람직하다.
이후 상기 실장홀(30)에 의해 노출된 세라믹 코팅층(20) 상에 다이 본딩을 실시하여 광소자(50)를 실장하고(S5) 상기 도금층(40) 표면과 상기 광소자(50)를 연결부(60)를 통해 전기적으로 연결시키는데(S6), 상기 연결부(60)는 와이어인 것이 바람직하다.
또한, 광소자(50)와 연결부(60)를 매립하도록 디스펜싱(dispensing)된 형광체를 평면 형상(flat type)으로 몰딩하여 제 1 몰딩부(70)를 형성하고(S7), 휘도 향상을 위해 투명 실리콘(Si) 레진(Resin)을 도포하여 상기 제 1 몰딩부(70)를 봉지하는 볼록 렌즈 형상의 제 2 몰딩부(80)를 형성한다(S8).
이렇게 금속층(10)에 MOCVD 또는 스퍼터 방식에 의해 세라믹 코팅층(20)을 형성하고 금속층(10) 표면을 하프 에칭을 통해 광소자(50)를 실장할 실장홀(30)을 형성함으로써 세라믹 시트를 반복하여 적층하는 세라믹 타입 LED 패키지에 비하여 공정의 단순화가 가능하며 기존 PPA(Poly Phthal Amide) 소재를 적용한 광소자 패키지 보다 외부 열충격에 강한 광소자 패키지를 구현시킬 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지의 단면도를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지는 하프 에칭을 통하여 광소자(50)가 실장될 실장홀(30)을 포함하는 패턴이 형성된 금속층(10)과 상기 금속층(10) 하부에 MOCVD 또는 스퍼터링 방식에 의해 형성된 세라믹 코팅층(20), 상기 에칭된 금속층(10)에 도금된 도금층(40), 상기 실장홀(30)에 실장된 광소자(50)와 상기 광소자(50)와 도금층(40)을 전기적으로 연결하는 연결부(60) 및 상기 광소자(50)와 연결부(60)를 매립하는 제 1 몰딩부(70)로 이루어져 있다. 이때 상기 금속층(10)은 알루미늄(Al)인 것이, 상기 세라믹 코팅층(20)은 질화 알루미늄(AlN)인 것이 바람직하다.
상기 제 1 몰딩부(70)는 형광체를 도포하여 형성된 것으로 평면 형상인 것이 바람직하고, 휘도 향상을 위하여 상기 제 1 몰딩부(70)를 매립하는 제 2 몰딩부(80)를 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 제 2 몰딩부(80)는 투명 실리콘(Si) 레진을 도포하여 형성된 것으로 볼록 렌즈 형상인 것이 바람직하다. 이와 같이 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지는 기존 PPA 소재를 적용한 광소자 패키지 보다 외부 열충격에 강해지게 되며 세라믹 시트를 반복 적층하는 세라믹 타입 LED 패키지에 비하여 공정의 단순화로 비용을 절감할 수 있게 된다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 금속층 20: 세라믹 코팅층
30: 실장홀 40:도금층
50: 광소자 60: 연결부
70: 제 1 몰딩부 80: 제 2 몰딩부
30: 실장홀 40:도금층
50: 광소자 60: 연결부
70: 제 1 몰딩부 80: 제 2 몰딩부
Claims (11)
- (a) 금속층 하부에 세라믹 코팅층을 증착하는 단계;
(b) 상기 금속층을 하프 에칭(half etching)하여 광소자가 실장될 실장홀을 포함하는 패턴을 형성하는 단계;
(c) 상기 에칭된 금속층에 도금층을 형성하는 단계;
(d) 상기 실장홀에 광소자를 실장하고 상기 광소자와 도금층을 연결부를 통해 전기적으로 연결하는 단계;
(e) 광소자와 연결부를 매립하여 제 1 몰딩부를 형성하는 단계;
를 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 (a) 단계는,
금속층인 알루미늄 하부에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터(Sputter) 방식을 통해 질화 알루미늄(AlN)층을 증착하는 단계인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 (c) 단계는,
은(Ag) 도금층을 형성하는 단계인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 (e) 단계는,
형광체를 도포하여 평면 형상의 제 1 몰딩부를 형성하는 단계인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 (e) 단계 이후에,
(f) 투명 실리콘(Si) 레진(Resin)을 도포하여 상기 제 1 몰딩부를 봉지하는 볼록 렌즈 형상의 제 2 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 제조 방법.
- 광소자가 실장될 실장홀을 포함하는 패턴이 형성된 금속층;
상기 금속층 하부에 형성된 세라믹 코팅층;
상기 금속층에 도금된 도금층;
상기 실장홀에 실장된 광소자와 상기 광소자와 도금층을 전기적으로 연결하는 연결부;
상기 광소자와 연결부를 매립하는 제 1 몰딩부;
를 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 금속층은 알루미늄(Al)인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지.
- 청구항 7에 있어서,
상기 세라믹 코팅층은 질화 알루미늄(AlN)인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제 1 몰딩부는,
형광체 도포로 형성된 평면 형상인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 광소자 패키지는,
상기 제 1 몰딩부를 매립하는 제 2 몰딩부를 더 포함하는 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지.
- 청구항 10에 있어서,
상기 제 2 몰딩부는,
투명 실리콘(Si) 레진 도포로 형성된 볼록 렌즈 형상인 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지.
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| KR1020100085000A KR101164967B1 (ko) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 세라믹 코팅층이 형성된 광소자 패키지 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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-
2010
- 2010-08-31 KR KR1020100085000A patent/KR101164967B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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| KR101164967B1 (ko) | 2012-07-12 |
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