KR20120022324A - 광소자 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나 이상의 캐비티가 형성된 금속기판, 상기 캐비티를 포함한 금속기판의 상부면에 형성된 절연층, 상기 캐비티에 수용되는 광소자, 상기 캐비티가 형성되지 않은 금속기판 상부면에 형성된 회로패턴층 및 상기 광소자와 회로패턴층의 전기적 연결을 위한 연결부를 포함하는 광소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이에 의해 캐비티가 형성된 금속기판에 광소자를 실장함으로써 패키지의 두께를 감소시키며 방열효과를 증대시킬 수 있다.
Description
본 발명은 광소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 금속기판에 캐비티를 형성하여 광소자를 실장함으로써 광소자 패키지 자체의 두께를 감소시키고 아노다이징된 절연층을 형성함으로써 방열 효과를 증대시킬 수 있는 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.
도 1은 종래의 인쇄회로기판 상에 실장된 LED 패키지의 단면도를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 LED 패키지는 금속기판(10) 상에 절연층(20)과 동박층(30)이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 동박층(30) 상에 리드 프레임(Lead Frame)(40) 기판과 LED 바디(body)(50)에 LED 칩(60)을 실장하고 상기 LED 칩(60)과 리드 프레임(40)의 전기적 연결을 위해 와이어(70) 본딩을 하고 LED 칩(60)과 와이어(70) 보호를 위해 이를 매립하는 몰딩부(80)로 구성되어 있다.
이와 같은 LED 패키지의 경우 LED 칩(60) 실장시 LED 바디(50)와 리드 프레임 기판(40) 상에 칩(60)을 실장함으로써 전체적인 패키지의 두께가 증대되며, 그로 인해 방열 효과도 저해되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 금속기판에 캐비티를 형성하여 광소자를 실장함으로써 전체적인 패키지의 두께를 감소시키고 금속기판 상에 형성된 아노다이징된 절연층과 상기 패키지의 두께 감소를 통하여 방열 효과를 증대시키는 광소자 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명의 구성은 하나 이상의 캐비티가 형성된 금속기판; 상기 캐비티를 포함한 금속기판의 상부면에 형성된 절연층; 상기 캐비티에 수용되는 광소자; 상기 캐비티가 형성되지 않은 금속기판 상부면에 형성된 회로패턴층; 상기 광소자와 회로패턴층의 전기적 연결을 위한 연결부;를 포함하는 광소자 패키지를 제공하여 패키지의 두께를 감소시키고 방열효과를 증대시킬 수 있다.
특히, 상기 광소자 패키지는, 상기 회로패턴층 상에 형성되는 본딩용 도금층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층은 상기 금속기판의 측면과 하부면에도 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층은 아노다이징(Anodizing)된 절연층인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 금속기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 니오브(Nb) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 상기 광소자 패키지는 상기 광소자와 연결부를 매립하는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광소자 패키지의 제조 방법은 (a) 금속기판에 펀칭 또는 리소그래피 공법을 통해 하나 이상의 캐비티(cavity)를 형성하는 단계; (b) 상기 금속기판의 상부면에 절연층을 형성하는 단계; (c) 상기 캐비티가 형성되지 않은 금속기판 상부면에 회로 패턴층을 형성하는 단계; (d) 상기 캐비티에 광소자를 실장하고 상기 광소자와 회로패턴층을 연결부를 통해 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하여 이루어짐으로써 패키지 두께의 감소와 방열 특성을 증대시킬 수 있다.
특히, 상기 (b) 단계는, 상기 금속기판의 측면과 하부면에도 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, 아노다이징(Anodizing)된 절연층을 형성하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 회로패턴층 상에 본딩용 도금층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계 이후에, (e) 상기 광소자와 연결부를 매립하는 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하여 광소자와 연결부를 보호할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광소자 방열 원판에 펀칭을 통해 캐비티를 형성하여 광소자를 실장함으로써 기존 광소자 바디 및 리드 프레임의 대체가 가능하여 패키지 전체의 두께를 감소시킬 수 있으며, 상기 두께 감소와 더불어 아노다이징된 절연층을 형성함으로써 방열 특성을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광소자 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광소자 패키지 제조 공정의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광소자 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광소자 패키지 제조 공정의 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 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광소자 패키지의 단면도를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명인 광소자 패키지는 펀칭 또는 리소그래피 공법에 의해 하나 이상의 캐비티(cavity)(120)가 형성된 금속기판(110)과 상기 캐비티(120)를 포함한 금속기판(110) 상부면에 형성된 절연층(130), 상기 캐비티(120) 내의 절연층(130) 상에 실장된 광소자(160), 상기 캐비티(120)가 형성되지 않은 금속기판(110) 상에 형성된 회로패턴층(140) 및 상기 광소자(160)와 회로패턴층(140)을 전기적으로 연결하는 연결부(170)로 이루어져 있다.
이때, 상기 회로패턴층(140) 상에 본딩용 도금층(150)을 형성하는 것이 바람직하며, 상기 연결부(170)는 와이어 본딩으로 이루어질 수도 있으며, 플립칩 방식으로 연결될 수도 있다.
또한, 상기 금속기판(110)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 니오브(Nb) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 절연층(130)은 아노다이징(Anodizing)된 절연층(130)으로서 캐비티(120)를 포함한 금속기판(110)의 상부면 뿐 아니라 도면과 같이 측면과 하부면에도 형성하는 것이 바람직하다. 상기 아노다이징은 금속 표면처리 방법으로서 양극과 음극 중 양극 처리하는 방법을 말한다. 특히, 알루미늄 금속으로 제조된 각종 제품은 알루미늄 금속의 물리적, 화학적 성질이 연약하여 그대로 사용할 경우 쉽게 변질, 부식되어 외관 및 기능이 훼손, 상실되므로 이런 취약성을 보완, 개선하여 주면 알루미늄 금속표면은 그 본래의 성질보다 적용공법에 따라 수십 내지 수 백배의 강도, 내마모성, 내식성, 전기 절연성이 개선된다. 또한, 아노다이징된 절연층(130) 자체가 금속층(110)을 이용함으로써 열방출 효율도 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명은 상기 광소자(160)와 연결부(170) 보호를 위해 상기 광소자(160)와 연결부(170)를 매립하는 몰딩부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 몰딩부는 평면형상이거나 도면과 같이 일정 곡률을 가져도 무방하다.
이와 같이 금속기판(110)에 캐비티(120)를 형성하여 상기 캐비티(120)에 광소자60)를 실장하여 광소자 바디와 리드 프레임을 대신함으로써 패키지 자체의 두께를 감소시킬 수 있으며, 상기 감소 두께로 인해 방열 효과 또한 증대시킬 수 있게 된다. 상기 두께 감소에 의해서만이 아니라 상설한 아노다이징된 절연층(130)을 통해서도 방열 특성이 증대되는 효과를 가진다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광소자 패키지 제조 공정의 단면도를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 금속기판(110)을 준비하는데(S1), 상기 금속기판(110)은 상기 금속기판(110)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄xk타탈(Ta), 하프늄(Hf), 니오브(Nb) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 금속기판(110)에 펀칭(punching)이나 리소그래피(Lithography) 공법을 통해 하나 이상의 캐비티(120)를 형성하고(S2), 상기 캐비티(120)를 포함한 금속기판(110) 상부면에 절연층(130)을 형성한다(S3). 이때, 상기 절연층(130)은 아노다이징(Anodizing)된 절연층(130)으로서 상기 금속기판(110)의 상부면 뿐 아니라 측면과 하부면에도 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 도금 처리 후 캐비티(120)가 형성되지 않은 금속기판(110)의 상부면에 회로패턴(140)을 형성하고(S4), 상기 회로패턴층(140) 상에 와이어(170) 본딩을 위한 본딩용 도금층(150)을 형성한다(S5). 이후, 상기 캐비티(120) 내에 형성된 절연층(130) 상에 광소자(160)를 실장하고 상기 광소자(160)와 본딩용 도금층(150)간을 연결부를 통해 전기적으로 연결하는데 상기 도면에서는 와이어(170) 본딩을 통해 전기적으로 연결하였으며(S6) 상기 광소자(160)와 와이어(170)를 매립하는 몰딩부(180)를 형성하여(S7) 광소자(160)와 와이어(170)를 외부로부터 보호하는데 상기 몰딩부(180)는 평면형상 또는 일정 곡률을 가지는 형상이어도 무방하다.
이와 같이 금속기판(110)에 펀칭이나 리소그래피 공법을 통한 캐비티(120)를 형성하고 캐비티(120)에 광소자(160)를 실장함으로써 패키지 전체의 두께가 감소되며 상기 두께 감소와 함께 아노다이징된 절연층(130)을 통해 방열특성도 증대시킬 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, 110: 금속기판 120: 캐비티
20, 130: 절연층 140: 회로패턴층
150: 본딩용 도금층 160: 광소자
170: 연결부 180: 몰딩부
20, 130: 절연층 140: 회로패턴층
150: 본딩용 도금층 160: 광소자
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Claims (11)
- 하나 이상의 캐비티가 형성된 금속기판;
상기 캐비티를 포함한 금속기판의 상부면에 형성된 절연층;
상기 캐비티에 수용되는 광소자;
상기 캐비티가 형성되지 않은 금속기판 상부면에 형성된 회로패턴층;
상기 광소자와 회로패턴층의 전기적 연결을 위한 연결부;
를 포함하는 광소자 패키지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광소자 패키지는,
상기 회로패턴층 상에 형성되는 본딩용 도금층을 더 포함하는 광소자 패키지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 절연층은,
상기 금속기판의 측면과 하부면에도 형성되는 광소자 패키지.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 절연층은 아노다이징(Anodizing)된 절연층인 광소자 패키지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 니오브(Nb) 중 어느 하나로 이루어지는 광소자 패키지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광소자 패키지는,
상기 광소자와 연결부를 매립하는 몰딩부를 더 포함하는 광소자 패키지.
- (a) 금속기판에 펀칭 또는 리소그래피 공법을 통해 하나 이상의 캐비티(cavity)를 형성하는 단계;
(b) 상기 금속기판의 상부면에 절연층을 형성하는 단계;
(c) 상기 캐비티가 형성되지 않은 금속기판 상부면에 회로 패턴층을 형성하는 단계;
(d) 상기 캐비티에 광소자를 실장하고 상기 광소자와 회로패턴층을 연결부를 통해 전기적으로 연결하는 단계;
를 포함하는 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 금속기판의 측면과 하부면에도 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 (b) 단계는,
아노다이징(Anodizing)된 절연층을 형성하는 단계인 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에,
상기 회로패턴층 상에 본딩용 도금층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광소자 패키지 제조 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (d) 단계 이후에,
(e) 상기 광소자와 연결부를 매립하는 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하는 광소자 패키지 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100085815A KR101765907B1 (ko) | 2010-09-02 | 2010-09-02 | 광소자 패키지 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100085815A KR101765907B1 (ko) | 2010-09-02 | 2010-09-02 | 광소자 패키지 및 그 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120022324A true KR20120022324A (ko) | 2012-03-12 |
| KR101765907B1 KR101765907B1 (ko) | 2017-08-07 |
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Family Applications (1)
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| KR1020100085815A KR101765907B1 (ko) | 2010-09-02 | 2010-09-02 | 광소자 패키지 및 그 제조 방법 |
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| KR (1) | KR101765907B1 (ko) |
-
2010
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| KR101765907B1 (ko) | 2017-08-07 |
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